从平衡到非平衡:自旋1巴布江-塔赫塔江链中的手性载流态

该研究团队考察了由第三守恒量Q₃形变的spin-1 Babujian-Takhtajan链。研究人员推导出Q₃并证明其作为无量纲能量流存在,其局域密度是"修饰标量手征性算子"而非如spin-1/2海森堡链中的裸手征性。形变哈密顿量Hα=H+αQ₃因此提供了一个局域且严格可解的流偏置:虽然保持原哈密顿量本征态不变,但会重排序态使得特定高能载流态成为倾斜问题的基态。 通过热力学Bethe假设并结合密度矩阵重整化群(DMRG)验证,该工作发现在αc=J/(8π)处存在量子相变。当α<αc时,基态保持未形变的Babujian-Takhtajan相,其低能有效场论由k=2的SU(2) Wess-Zumino-Witten(WZW)模型描述,对应中心荷c=3/2且⟨Q₃⟩=0的临界相;当α>αc时,系统形成有限快度区间,进入由c=3/2共形场论描述的无能隙手性载流相。在阈值附近,自由能随(α-αc)呈二次方增长,而能量流呈线性开启。标量手征性在同一阈值被激活,表明临界后相兼具载流与手征特性。 最直接的实验实现路径包括:光学晶格中的复合spin-1玻色子体系,以及基于囚禁离子或超导电路的可编程量子三态(qutrit)模拟器。

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提交arXiv: 2026-03-27 18:16

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