去禁闭量子临界点 (deconfined quantum critical point, DQCP) 是量子物质科学新范式的先例,超越了传统的,以序参量和对称性破缺为圭臬的朗道-金兹伯格-威尔森 (Landau-Ginzburg-Wilson, LGW) 相变和物态分类理论框架,体现着分数化、物质场和规范场耦合、演生连续对称性等量子物质科学新范式的基本思路。
去禁闭量子临界点,长期以来一直作为一个理论上的可能性而存在,2007年波士顿大学的 Anders Sandvik 教授(中文名善德伟),设计出量子磁学 J-Q 模型,并用量子蒙特卡洛模拟来研究其性质,这个可能性才渐渐落到实处,引起了多体理论计算和量子磁学实验领域对于这个问题的广泛关注。然而,即使可以进行数值计算,去禁闭量子临界行为本身的难度和广度仍然让人生畏。
日前,中科院物理所博士后马女森、博士生孙光宇、特聘教授 Anders Sandvik (善德伟)、 研究员孟子杨与美国加州大学圣地亚哥分校助理教授尤亦庄、圣巴巴拉分校教授许岑珂,哈佛大学教授 Ashvin Vishwanath 组成的研究团队,运用量子蒙特卡洛和随机解析延拓的数值方法,以及量子场论解析分析,系统地回答了上述的第三个问题,预言:如果去禁闭量子临界现象在量子磁性材料中存在的话,在中子散射实验中应该看到什么自旋激发谱学现象;再进一步,应该看到什么与遵从 LGW 的普通量子磁性相变不同的现象?
该团队的研究成果,做为 Editors' suggestion, 发表在最近一期的 Phys. Rev. B。