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Quantum Lifshitz criticality in a frustrated two-dimensional XY model

机译：沮丧的二维XY模型中的量子Lifshitz临界

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Antiferromagnetic quantum spin systems can exhibit a transition between collinear and spiral ground states, driven by frustration. Classically this is a smooth crossover and the crossover point is termed a Lifshitz point. Quantum fluctuations change the nature of the transition. In particular, it has been argued previously that in the two-dimensional (2D) case a spin liquid (SL) state is developed in the vicinity of the Lifshitz point, termed a Lifshitz SL. In the present work, using a field theory approach, we solve the Lifshitz quantum phase transition problem for the 2D frustrated XY model. Specifically, we show that, unlike the SU (2) symmetric Lifshitz case, in the XY model, the SL exists only at the critical point. At zero temperature we calculate nonuniversal critical exponents in the Neel and in the spin spiral state and relate these to properties of the SL. We also solve the transition problem at a finite temperature and discuss the role of topological excitations.
机译：反铁磁量子自旋系统在受挫感的驱使下，在共线基态和螺旋基态之间表现出过渡。传统上，这是一个平滑的交叉点，交叉点称为Lifshitz点。量子涨落改变了跃迁的性质。特别地，先前已经争论过，在二维（2D）情况下，在称为Lifshitz SL的Lifshitz点附近形成了自旋液体（SL）状态。在目前的工作中，我们使用场论方法解决了二维沮丧XY模型的Lifshitz量子相变问题。具体而言，我们表明，与SU（2）对称Lifshitz情况不同，在XY模型中，SL仅存在于临界点。在零温度下，我们计算Neel和自旋螺旋状态下的非通用临界指数，并将它们与SL的特性相关联。我们还解决了有限温度下的跃迁问题，并讨论了拓扑激发的作用。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2020年第3期|035114.1-035114.8|共8页
  • 作者

    Yaroslav A. Kharkov; Jaan Oitmaa; Oleg P. Sushkov;

  • 作者单位

    School of Physics University of New South Wales Sydney 2052 Australia Joint Quantum Institute and Joint Center for Quantum Information and Computer Science NIST/University of Maryland College Park Maryland 20742 USA;

    School of Physics University of New South Wales Sydney 2052 Australia;

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