論文の概要: Edge modes and boundary impurities in the anisotropic Heisenberg spin chain

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.00194v1
• Date: Fri, 29 Nov 2024 19:00:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-04 21:11:21.55129
• Title: Edge modes and boundary impurities in the anisotropic Heisenberg spin chain
• Title（参考訳）: 異方性ハイゼンベルクスピン鎖のエッジモードと境界不純物
• Authors: Pradip Kattel, Parameshwar R. Pasnoori, J. H. Pixley, Natan Andrei,
• Abstract要約: 分数化スピン-$frac12$エッジモードと結合スピン-$frac12$エッジの不純物との相互作用について検討した。 本研究は, ギャップ付き反強磁性系における境界不純物のニュアンス挙動を明らかにするものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a comprehensive analysis of boundary phenomena in a spin-$\frac{1}{2}$ anisotropic Heisenberg chain (XXZ-$\frac{1}{2}$) in the gapped antiferromagnetic phase, with a particular focus on the interplay between fractionalized spin-$\frac{1}{4} $ edge modes and a coupled spin-$\frac{1}{2}$ impurity at the edge. Employing a combination of Bethe Ansatz, exact diagonalization, and density matrix renormalization group (DMRG) methods, we explore the intricate phase diagram that emerges when the impurity is coupled either integrably or non-integrably to the chain. For integrable antiferromagnetic impurity couplings, we identify two distinct phases: the Kondo phase, where the impurity is screened by a multiparticle Kondo effect, and the antiferromagnetic bound mode phase, where an exponentially localized bound state screens the impurity in the ground state. When coupled ferromagnetically while maintaining integrability, the impurity behaves as a free spin-$\frac{1}{2}$, leading to either a ferromagnetic bound mode phase, where the impurity remains free in the ground state but may be screened at higher energy excitations or an unscreened (or local moment) phase where impurity remains unscreened in every eigenstate whereas for non-integrable ferromagnetic coupling, the impurity is not free. In the case of non-integrable antiferromagnetic coupling, a third phase emerges, characterized by mid-gap excitations with two degenerate states below the mass gap on top of the Kondo and antiferromagnetic bound mode phases, further enriching the phase diagram. Our findings highlight the nuanced behavior of boundary impurities in gapped antiferromagnetic systems, offering new insights into Kondo effects and impurity screening in the presence of fractionalized edge modes and bulk antiferromagnetic order.
• Abstract（参考訳）: スピン-$\frac{1}{2}$異方性ハイゼンベルク鎖(XXZ-$\frac{1}{2}$)における境界現象の包括的解析について述べる。 本研究では,Bethe Ansatz法,正確な対角化法,密度行列再正規化群(DMRG)法を組み合わせることで,不純物がチェーンに可積分あるいは非可積分に結合されたときに生じる複雑な位相図を探索する。 積分可能な反強磁性不純物結合では、多粒子コンド効果により不純物が遮蔽される近藤相と、指数関数的に局所化された境界状態が地中不純物を遮蔽する反強磁性境界モード相の2つの相を同定する。 積分性を維持しながら強磁性的に結合した場合、不純物は自由スピン$\frac{1}{2}$として振る舞うため、強磁性バウンドモード(強磁性バウンドモード)は、不純物が基底状態では自由であるが、高エネルギー励起で遮蔽されるか、全ての固有状態において不純物が非遮蔽される(または局所モーメント)相で遮蔽されるが、非可積分強磁性カップリングでは不純物は自由でない。 非可積分反強磁性カップリングの場合、第3相は、金堂の上部の質量ギャップの下にある2つの縮退状態の中間ギャップ励起と反強磁性境界モードで特徴づけられ、さらに位相図が強化される。 本研究は, ギャップ化反強磁性系における境界不純物のニュアンス挙動に注目し, 分極化エッジモードとバルク反強磁性秩序の存在下での近藤効果と不純物スクリーニングの新しい知見を提供する。

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