論文の概要: Finite-temperature formation of magnetic plateaus and simplex liquid states on the frustrated ruby lattice

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.07609v1
• Date: Fri, 29 May 2026 15:11:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-15 07:09:36.775621
• Title: Finite-temperature formation of magnetic plateaus and simplex liquid states on the frustrated ruby lattice
• Title（参考訳）: フラストレーションルビー格子上の磁気プラトーと単純液体状態の有限温度形成
• Abstract要約: ルビー格子上のスピン-1/2ハイゼンベルク反強磁性体の有限温度位相図を写像する。 様々な磁場強度で安定な磁気プラトーの低温形成を観察する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Geometric frustration in quantum systems can stabilize unconventional phases of matter that avoid traditional magnetic ordering at low temperatures. Here, we observe this phenomenon while mapping out the finite temperature phase diagram of the spin-1/2 Heisenberg antiferromagnet on the ruby lattice with next-nearest-neighbor interactions. Using an infinite tensor network state (iTNS) optimized and measured with belief propagation (BP) and corrections to BP, we observe the low temperature formation of stable magnetic plateaus at various magnetic field strengths. We find these plateaus host a novel `simplex liquid state' -- a disordered phase involving strongly paired spin simplices that retains non-zero residual entropy due to an exponentially large subspace of crystalline configurations. We accurately quantify the energy gap associated with these states and show that, as the temperature of the system is lowered, it does not go through a phase transition to reach them: the heat capacity remains finite and continuous at all observed temperatures. Our work demonstrates how BP-based tensor network techniques provide a powerful route to understanding frustrated quantum magnets at finite temperature.
• Abstract（参考訳）: 量子系における幾何学的フラストレーションは、低温での伝統的な磁気秩序を避けるために、伝統的ではない物質の相を安定化することができる。 ここでは,次のアレスト近傍相互作用を持つルビー格子上のスピン-1/2ハイゼンベルク反強磁性体の有限温度位相図をマッピングしながら,この現象を観察する。 有限テンソルネットワーク状態 (iTNS) を信念伝播 (BP) とBP補正により最適化・測定し, 様々な磁場強度で安定した磁気プラトーの低温形成を観察した。 これらの台地は、結晶構成の指数的に大きな部分空間のため、非ゼロ残留エントロピーを保持する強い対を持つスピンの単純化を含む、新しい「複雑な液体状態」を包含している。 これらの状態に関連するエネルギーギャップを正確に定量化し、系の温度が低下するにつれて、その状態に到達するための相転移を経ないことを示す。 我々の研究は、BPベースのテンソルネットワーク技術が、フラストレーション量子磁石を有限温度で理解するための強力な経路を提供することを示す。

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