条纹相量子自旋-轨道液体(英文)

作者:金汇可; 孙榕阳; 涂洪浩; 周毅
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简并轨道自由度是增强量子自旋涨落、实现量子自旋液态的一种方法。本文结合Gutzwiller投影波函数和密度矩阵重正化群的方法,研究了三角形格子的SU(4)自旋轨道模型。研究发现,尽管存在尺寸效应,但单参数Gutzwiller投影波函数可以描述模型的量子基态和低能激发态。计算结果表明,该体系基态为带条纹相的量子自旋轨道液体。这种条纹相量子自旋轨道液态保持了SU(4)自旋轨道旋转对称性,但晶格平移和旋转的对称性被自发破坏。它的低能激发态用费米统计的分数激发态(Parton)来描述,部分子费米面的拓扑相变对应于条纹相的形成。沿条纹形成方向,分数激发由SU(4)1共形场理论描述。理论分析表明,这些结果与Lieb-舒尔茨-马蒂索什卡瓦-黑斯廷斯定理是一致的。这项工作显示了最简单的自旋轨道模型在最简单的受挫晶格上产生的量子液态。这为量子自旋液体和自旋轨道物理的研究开辟了新思路