量子 kagome 冰与 vison 零模的理论

我们推导了一个有效 $Z_2$ 规范理论，以描述 Carrasquilla $\textit{et. al.}$ 在塞曼场中 $S = 1/2$ kagome XYZ 模型的蒙特卡罗研究中观察到的量子 kagome 冰 (QKI) 态。关于 QKI 的数值结果与它是 $Z_2$ 自旋液体的假设一致，但既未确认也未排除该假设。我们的有效理论允许我们探索这一假设，并对未来的数值研究做出一个惊人的预测，即对称保护的 vison 零模出现在晶格向错缺陷处，导致自旋磁化率中的居里缺陷项，以及对熵的特征性 $(N_{dis} - 1) \ln 2$ 贡献，其中 $N_{dis}$ 是向错数。仅需 $Z_2$ Ising 对称性即可保护 vison 零模。这很引人注目，因为幺正 $Z_2$ 对称性不能导致局部自由度的对称性保护简并。我们还讨论了 $Z_2$ 自旋液体中对称性分数化的其他特征，以及从 $Z_2$ 自旋液体到邻近有序相的相变。