論文の概要: Anyon condensation and confinement transition in a Kitaev spin liquid
bilayer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.05721v3
- Date: Tue, 27 Feb 2024 15:29:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-29 01:03:24.574504
- Title: Anyon condensation and confinement transition in a Kitaev spin liquid
bilayer
- Title（参考訳）: キタエフスピン液体二層におけるエノン凝縮と閉じ込め転移
- Authors: Kyusung Hwang
- Abstract要約: 量子スピン液体(QSL)間の遷移はランダウパラダイムを超えた基本的な問題である。
我々は, 凝縮遷移の機構を解明する具体的なスピンモデルを導入する。
高エネルギー物理学におけるクォーク閉じ込めと同様の「アニオン閉じ込め」現象を数値計算で観察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Transitions between quantum spin liquids (QSLs) are fundamental problems
lying beyond the Landau paradigm and requiring a deep understanding of the
entanglement structures of QSLs called topological orders. The novel concept of
anyon condensation has been proposed as a theoretical mechanism, predicting
various possible transitions between topological orders, but it has long been
elusive to confirm the mechanism in quantum spin systems. Here, we introduce a
concrete spin model that incarnates the mechanism of anyon condensation
transition. Our model harbors two topological QSLs in different parameter
regions, a non-abelian Kitaev spin liquid (KSL) bilayer state and a resonating
valence bond (RVB) state. The bilayer-KSL-to-RVB transition indeed occurs by
the mechanism of anyon condensation, which we identify by using parton theories
and exact diagonalization studies. Moreover, we observe "anyon confinement"
phenomena in our numerical results, akin to the quark confinement in high
energy physics. Namely, non-abelian Ising anyons of the bilayer KSL are
confined in the transition to the RVB state. Implications and extensions of
this study are discussed in various aspects such as (i) anyon-condensed
multilayer construction of the Kitaev's sixteenfold way of anyon theories, (ii)
additional vison condensation transition from the RVB to a valence bond solid
(VBS) in the Kitaev bilayer system, (iii) dynamical anyon condensation in a
non-Hermitian Kitaev bilayer, (iv) generalizations of our model to other
lattice geometries, and (v) experimental realizations. This work puts together
the two fascinating QSLs that are extensively studied in modern condensed
matter and quantum physics into a concrete spin model, offering a comprehensive
picture that unifies the anyon physics of the Kitaev spin liquids and the
resonating valence bonds.
- Abstract（参考訳）: 量子スピン液体(QSL)間の遷移はランダウのパラダイムを超えた基本的な問題であり、トポロジカル秩序と呼ばれるQSLの絡み合い構造を深く理解する必要がある。
エノン凝縮という新しい概念は、トポロジカル秩序の間の様々な遷移を予測できる理論的なメカニズムとして提案されてきたが、量子スピン系においてそのメカニズムを確認することは長い間考えられてきた。
ここでは, アノン凝縮遷移のメカニズムを包含するコンクリートスピンモデルを紹介する。
本モデルでは, パラメータ領域の異なる2つの位相QSL, 非アーベルキタエフスピン液体(KSL)2層状態と共鳴価結合(RVB)状態を有する。
2層膜-KSL-RVB遷移は、パルトン理論と正確な対角化研究を用いて同定した、エノン凝縮の機構によって実際に起こる。
さらに,高エネルギー物理学におけるクォーク閉じ込めと同様の「アニオン閉じ込め」現象を数値計算で観測した。
すなわち、二層kslの非可換イジングアノンは、rvb状態への遷移に制限される。
本研究の意義と拡張は, 様々な側面から議論されている。
(i)アノン凝縮多層構造 キタエフのアノン理論の16倍の方法
(ii)キタエフ二層系において、rvbからvalence bond solid(vbs)への付加的なバイソン凝縮遷移
(iii)非エルミート・キタエフ二層における動的アノン凝縮
(iv)我々のモデルの他の格子幾何への一般化、
(v)実験的な実現。
この研究は、現代の凝縮物と量子物理学で広範囲に研究されている2つの興味深いqslを具体的スピンモデルにまとめ、キタエフスピン液体と共鳴原子価結合のオノン物理学を統一する包括的なイメージを提供する。
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