¿Pueden los líquidos de espín sin simetrías de inversión de tiempo y rotación de espín poseer parámetros de orden de onda de densidad de espín (SDW) distintos de cero?

Para aquellos líquidos de espín con simetría de rotación de espín SU(2) o simetría de inversión de tiempo (TR) , los parámetros de orden de onda de densidad de espín (SDW) son siempre cero, digamos S i = 0 , debido a la simetría espín-rotación o simetría TR.

Pero si un estado de líquido de espín no es simétrico de rotación de espín ni simétrico de TR, por ejemplo , el estado fundamental líquido de espín quiral exacto del modelo de Kitaev generalizado en la red de panal decorada , ¿existe alguna posibilidad de que los parámetros de orden SDW S i 0 ? Por lo tanto, si un estado líquido de espín tiene parámetros de orden distintos de cero S i , ¿por qué todavía lo llamamos "líquido de centrifugado" en lugar de "fase SDW"?

Observaciones: La rotación de espín mencionada aquí debe entenderse como el continuo S tu ( 2 ) o S O ( 3 ) one , digamos todas las transformaciones de espín-rotación. Aunque el modelo de Kitaev (en la red de panal decorada ) y su estado fundamental rompen esta simetría de espín-rotación continua , todavía poseen la π simetría de espín-rotación sobre S X , S y y S z hachas giratorias, y esto es suficiente para asegurar S i = 0 .

Gracias de antemano.

Para norte girar- S sistema, para cualquier estado de espín ψ , tenemos | S i ψ | S . Esta desigualdad se puede probar usando representaciones de bosones de Shwinger o bosones de Holstein-Primakoff . Tenga en cuenta que para un estado coherente de espín norte =∣ norte 1 , norte 2 , . . . , norte norte , tenemos norte | S i | norte = S norte i , dónde norte i son vectores unitarios.

Respuestas (1)

La definición "antigua" de líquido de giro es un estado que no rompe la simetría, por ejemplo, el estado fundamental es como un líquido fluctuante de giros. Esta sigue siendo una intuición muy útil para diseñar modelos y en experimentos. Sin embargo, es una definición fundamentalmente mala, ya que define un líquido de espín por lo que no es y pierde la física clave.

La física clave del líquido de espín es la presencia de enredos de largo alcance. Esta es la "nueva" definición de un líquido de centrifugado. El entrelazamiento de largo alcance generalmente se manifiesta en términos de campos de calibre emergentes, fraccionamiento de números cuánticos, anyons emergentes, etc.

Para entender lo que esto significa, tomemos dos ejemplos.

Primero tome un SDW convencional, digamos un estado AF en el modelo Heisenberg de celosía cuadrada. Rompe todas las simetrías imponiendo campos externos. Luego, el sistema se dividirá y se puede deformar suavemente en un estado de producto. Por lo tanto, sin simetría, el sistema está entrelazado de corto alcance (se puede deformar suavemente a un estado de producto).

Por otro lado, lo que realmente queremos decir con un líquido de espín es un estado entrelazado de largo alcance. Tome un líquido de giro de este tipo y supongamos que tiene un espacio como en su ejemplo. Rompa todas las simetrías, incluidas las simetrías discretas. El estado no puede deformarse en un estado de producto sin encontrar una transición de fase.

Entonces, para resumir, un líquido de espín, con lo que me refiero a un estado entrelazado de largo alcance, siempre puede tener algún orden magnético u otra simetría rota encima de él. Esta ruptura de simetría puede ser espontánea, o si el hamiltoniano carece de la simetría relevante, dicho orden magnético estará presente por motivos de simetría. Sin embargo, siempre que tenga un entrelazamiento de largo alcance, la física será mucho más rica.

Es por eso que todavía llamamos a un estado entrelazado de largo alcance con simetría rota un "líquido de giro" y no un SDW, por ejemplo. Pero tiene toda la razón en que la terminología es confusa y podría mejorarse.

@Physics Monkey, gracias por tu comentario. Quiero saber si existe algún ejemplo de spin-liquid con parámetros de orden SDW distintos de cero . ¿O conoces algunos papeles o libros para esta situación?