Goldstone模式提供了这样一种机制,通过破缺哈密顿量中的连续对称性,系统在简并的基态间涨落,形成了无能隙(或者说激发有无质

一维反铁磁自旋系统:有能隙与无能隙元激发
多体系统低能激发的特征是凝聚态物理感兴趣的主题,低能激发有没有能隙(或者说激发有无质量)是系统的重要特征,系统的很多有趣性质都与之相关(例如BCS能隙保证了超导凝聚态的存在)。粗看来,很难理解一个多体哈密顿量的低能元激发会是无能隙能(微扰总是使能级之间的间距扩大),因此一旦有无能隙激发的出现,我们就需要解释它。Goldstone模式提供了这样一种机制,通过破缺哈密顿量中的连续对称性,系统在简并的基态间涨落,形成了无能隙的元激发(例如超流体激发的声子)。但是,在凝聚态物理系统中,这样的系统是稀少的(X. G. Wen语)。
显而易见,在一维的反铁磁系统中,量子涨落起了支配作用,系统的基态不具备Neel序。对于自旋1/2系统HAFC),没有SU(2)对称性的破缺,同时LSM定理保证了无质量激发的存在,这与Godestone Mode不符;另一方面,在自旋1系统中,反铁磁自旋链存在一个有限的激发能隙(Haldane Gap)。在一维这个极端量子的空间里,这个能隙的出现反而令人费解,需要解释。什么样的机制使得HAFC具有无能隙激发(有别于Goldstone Mode),又是什么样的原因产生了Haldane Gap?这些问题上人们有了一些认识,但并未彻底搞清楚。

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