論文の概要: Topology-induced symmetry breaking demonstrated in antiferromagnetic magnons on a Möbius strip

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.07846v4
• Date: Sun, 23 Feb 2025 06:52:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-25 22:36:55.241831
• Title: Topology-induced symmetry breaking demonstrated in antiferromagnetic magnons on a Möbius strip
• Title（参考訳）: メビウス帯上の反強磁性マグノンにおける位相誘起対称性の破れ
• Authors: Kuangyin Deng, Ran Cheng,
• Abstract要約: ハミルトニアンによって保存される局所対称性は、位相的に非自明な境界条件のために励起の固有モードにおいて明確に破られる。 この現象は、2つの反強磁性結合スピン鎖からなるM "obius strip"上でのマグノン励起の研究によって実証される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.937248059172983
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose a mechanism of topology-induced symmetry breaking, where certain local symmetry preserved by the Hamiltonian is explicitly broken in the eigenmodes of excitation due to topologically nontrivial boundary conditions. We demonstrate this phenomenon by studying magnonic excitations on a M\"obius strip comprising of two antiferromagnetically coupled spin chains. Even with a simple Hamiltonian respecting local rotational symmetry and all local curvature effects ignored, magnons exhibit linear polarization of the N\'eel vector devoid of chirality, forming two non-degenerate branches that cannot be smoothly connected to or be decomposed by the circularly-polarized magnons. Correspondingly, one branch undergoes a spectral shift and only admits standing waves of half-integer wavelength, whereas the other only affords standing waves of integer wavelength. The suppression of chirality in the order parameter dynamics, hence the pattern of standing waves, can be generalized to other elementary excitations on non-orientable surfaces. Under the M\"obius boundary condition, we further identify an exotic phase hosting spontaneous antiferromagnetic order whilst all exchange couplings are ferromagnetic. Our findings showcase the profound influence of real-space topology on the physical nature of not just the ground state but also the quasiparticles.
• Abstract（参考訳）: 我々は、位相的に非自明な境界条件により励起の固有モードにおいて、ハミルトニアンによって保存された特定の局所対称性が明示的に破壊される位相誘起対称性破壊のメカニズムを提案する。 この現象は、2つの反強磁性結合スピン鎖からなるM\ "obius strip" 上でのマグノン励起の研究によって実証される。 局所回転対称性を尊重する単純なハミルトニアンと全ての局所曲率効果は無視されるが、マノンはキラル性を持たないN''eelベクトルの線型分極を示し、円偏光マグノンによって滑らかに連結または分解できない2つの非退化枝を形成する。 一方の分枝はスペクトルシフトを受け、半整数波長の定常波のみを許容し、もう一方の分枝は整数波長の定常波のみを許容する。 秩序パラメータ力学におけるキラリティの抑制、従って定常波のパターンは、非配向曲面上の他の初等励起に一般化することができる。 M\\\obius 境界条件の下では、すべての交換結合が強磁性である一方、自然反強磁性秩序を包含するエキゾチック相を更に同定する。 その結果,地中だけでなく準粒子の物理的性質にも実空間トポロジーが深く影響していることが判明した。

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