通过局域观测量与量子信息揭示马约拉纳费米子磁性相变的拓扑特征
一维J1-J2量子自旋模型可视为强耦合版本的Schrieffer-Su-Heeger模型,其沿导线方向存在两种不等价的交替伊辛耦合,与共振价键物理密切相关。不同于呈现长程奈尔有序相的量子伊辛模型,该模型同样映射至p波超导导线,并展现伴随低能马约拉纳费米子出现的拓扑相变。研究人员通过局域(短程)自旋观测量及其与配对费米子模型电容相关的导数,揭示了p波超导导线拓扑相变的特征——即半斯格明子的存在。进一步该团队通过J1-J2模型边缘自旋磁化率建立“边缘”对应关系,证实该拓扑相变实质是马约拉纳费米子构成的金属态。研究表明,在极小横向磁场下边缘自旋磁化强度可作为拓扑不变量的有效标识。通过“二分位点涨落”方法,该工作确立了共振价键量子信息与p波超导体电荷涨落间的对应关系。此类J1-J2系统有望在材料体系、量子电路及光学晶格中实现工程化构建。
