論文の概要: Unifying Kitaev magnets, kagome dimer models and ruby Rydberg spin liquids

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.15302v2
• Date: Fri, 16 Dec 2022 17:37:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-11 06:35:35.542603
• Title: Unifying Kitaev magnets, kagome dimer models and ruby Rydberg spin liquids
• Title（参考訳）: キタエフ磁石, かごめ二量体モデルおよびルビー・リドバーグスピン液体の統一
• Authors: Ruben Verresen, Ashvin Vishwanath
• Abstract要約: 我々は, ruby格子上のスピン-1/2 XXZモデルが, 北エフハニカムモデルを符号化し, 低温原子系や固体系において, 後者を実現するための新たな経路を提供することを示す。
• 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: The exploration of quantum spin liquids (QSLs) has been guided by different approaches including the resonating valence bond (RVB) picture, deconfined lattice gauge theories and the Kitaev model. More recently, a spin liquid ground state was numerically established on the ruby lattice, inspired by the Rydberg blockade mechanism. Here we unify these varied approaches in a single parent Hamiltonian, in which local fluctuations of anyons stabilize deconfinement. The parent Hamiltonian is defined on kagom\'e triangles -- each hosting four RVB-like states -- and includes only Ising interactions and single-site transverse fields. In the weak-field limit, the ruby spin liquid and exactly soluble kagom\'e dimer models are recovered, while the strong-field limit reduces to the Kitaev honeycomb model, thereby unifying three seemingly different approaches to QSLs. We similarly obtain the chiral Yao-Kivelson model, honeycomb toric code and a new spin-1 quadrupolar Kitaev model. The last is shown to be in a QSL phase by a non-local mapping to the kagom\'e Ising antiferromagnet. We demonstrate various applications of our framework, including (a) an adiabatic deformation of the ruby lattice model to the exactly soluble kagom\'e dimer model, conclusively establishing the QSL phase in the former; and (b) demystifying the dynamical protocol for measuring off-diagonal strings in the Rydberg implementation of the ruby lattice spin liquid. More generally, we find an intimate connection between Kitaev couplings and the repulsive interactions used for emergent dimer models. For instance, we show how a spin-1/2 XXZ model on the ruby lattice encodes a Kitaev honeycomb model, providing a new route toward realizing the latter in cold-atom or solid-state systems.
• Abstract（参考訳）: 量子スピン液体 (QSL) の探索は、共鳴価結合 (RVB) 図、分解格子ゲージ理論、北エフモデルなど、様々なアプローチで導かれてきた。 最近では、Rydbergブロック機構にインスパイアされたルビー格子上にスピン液体基底状態が数値的に確立されている。 ここでは、アノンの局所的なゆらぎがデコンビネーションを安定化する単一の親ハミルトニアンにおいて、これらの様々なアプローチを統一する。 親ハミルトニアンはカゴムの三角形(それぞれが4つのRVBのような状態を持つ)で定義されており、イジング相互作用と単サイト横断場のみを含む。 弱フィールド限界では、ルビースピン液体と正確に可溶なカゴムエ二量体モデルが復元され、強フィールド限界は北エフハニカムモデルに還元され、QSLに対する3つの一見異なるアプローチが統一される。 同様に、キラルなyao-kivelsonモデル、honeycomb toric code、新しいspin-1 quadrupolar kitaevモデルを得る。 最後に、kagom\'e ising antiferromagnetへの非局所写像によりqsl相にあることが示されている。 我々はフレームワークの様々な応用を実演する。 a) ルビー格子モデルの正確に可溶なカゴム'e二量体モデルへの断熱変形により、前者においてQSL相が決定的に成立する。 (b)ruby格子スピン液体のrydberg実装におけるオフ対角弦測定のための動的プロトコルを非神秘化すること。 より一般的には、北エフカップリングと創発二量体モデルに使用される反発相互作用の親密な関係が見つかる。 例えば, ruby格子上のスピン-1/2 XXZモデルが, キタエフハニカムモデルをエンコードし, 低温原子系や固体系において後者を実現するための新たな経路を提供する。

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