論文の概要: The Emergent Fine Structure Constant of Quantum Spin Ice Is Large
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.04499v2
- Date: Wed, 25 Aug 2021 04:55:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-03 02:55:46.866430
- Title: The Emergent Fine Structure Constant of Quantum Spin Ice Is Large
- Title（参考訳）: 量子スピン氷の創発的微細構造定数は大きい
- Authors: Salvatore D. Pace, Siddhardh C. Morampudi, Roderich Moessner, and
Chris R. Laumann
- Abstract要約: 凝縮物質系は、標準モデルと大きく異なる創発的な低エネルギー特性を示す「代替真空」を提供する。
両者の微細構造定数が$alpha$で大きく異なることが示され、これはカップルが光にどのように強く依存するかをパラメトリズする。
すると、$alpha_mathrmQSI$ は 0 から textitstrongest の結合可能なものまで調整できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Condensed matter systems provide alternative `vacua' exhibiting emergent
low-energy properties drastically different from those of the standard model. A
case in point is the emergent quantum electrodynamics (QED) in the
fractionalized topological magnet known as quantum spin ice, whose magnetic
monopoles set it apart from the familiar QED of the world we live in. Here, we
show that the two greatly differ in their fine-structure constant $\alpha$,
which parametrizes how strongly matter couples to light:
$\alpha_{\mathrm{QSI}}$ is more than an order of magnitude greater than
$\alpha_{\mathrm{QED}} \approx 1/137$. Furthermore, $\alpha_{\mathrm{QSI}}$,
the emergent speed of light, and all other parameters of the emergent QED, are
tunable by engineering the microscopic Hamiltonian. We find that
$\alpha_{\mathrm{QSI}}$ can be tuned all the way from zero up to what is
believed to be the \textit{strongest possible} coupling beyond which QED
confines. In view of the small size of its constrained Hilbert space, this
marks out quantum spin ice as an ideal platform for studying exotic quantum
field theories and a target for quantum simulation. The large
$\alpha_{\mathrm{QSI}}$ implies that experiments probing candidate
condensed-matter realizations of quantum spin ice should expect to observe
phenomena arising due to strong interactions.
- Abstract（参考訳）: 凝縮物質系は、標準モデルと大きく異なる創発的な低エネルギー特性を示す代替「真空」を提供する。
量子スピンアイス(quantum spin ice)として知られる分画化されたトポロジカルマグネットの創発的量子電磁力学(quantum electrodynamics, QED)は、磁気モノポールによって、我々が住んでいる世界のよく知られたQEDとは切り離された。
ここで、この2つは、その微細構造定数である $\alpha$ で大きく異なることが示され、これが光への結合の強さをパラメータ化する: $\alpha_{\mathrm{qsi}}$ は $\alpha_{\mathrm{qed}} \approx 1/137$ 以上の等級である。
さらに、{\alpha_{\mathrm{qsi}}$、光の創発的速度、および創発するqedの他の全てのパラメータは、微視的ハミルトニアン(英語版)によって調整可能である。
すると、$\alpha_{\mathrm{QSI}}$ は 0 から \textit{strongest possible} 結合であると信じられているものまで、QED が閉包するあらゆる方向に調整できる。
制限されたヒルベルト空間の小さいサイズから見ると、量子スピン氷はエキゾチックな場の量子論を研究するのに理想的なプラットフォームであり、量子シミュレーションのターゲットである。
大きい$\alpha_{\mathrm{qsi}}$ は、量子スピン氷の凝縮マター実現候補を探す実験が強い相互作用によって生じる現象を観測することを期待することを意味する。
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