规范受阻的 Kitaev 自旋液体的热力学

二维和三维 Kitaev 磁体是典型的受阻量子自旋系统，其中原始自旋自由度分化为 Majorana 费米子和 $\mathbb{Z}_2$ 规范场——一种纯局域现象，在由键方向相互作用强度设定的温度尺度上表现为热力学交叉。对于常规 Kitaev 磁体，低温热力学揭示了第二次转变，此时 $\mathbb{Z}_2$ 规范场有序化，系统进入自旋液体基态。本文讨论一个超越该范式情景的明确例子——发现 $\mathbb{Z}_2$ 规范场受到几何受阻，热有序转变被抑制，并出现广延残余熵。在量子 regime 深处，温度约为相互作用强度的千分之一量级时，规范场与 Majorana 费米子间微妙的相互作用解除了规范扇区的简并，导致 Majorana 金属的形成。我们讨论了通过大规模无符号问题量子蒙特卡洛模拟所获得的该物理的热力学特征。