量子材料中的动力学由量子化的集体运动描述:准粒子。单个准粒子的描述有助于对系统的基本理解,而超越简单描述的现象,如影响准粒子携带的电流的准粒子衰变,是一个有趣的话题。准粒子的不稳定性是由单个准粒子和两个准粒子连续体之间的排斥相互作用的大小决定的。尽管已经在几种材料中研究了这种现象,但是还没有研究单一材料中准粒子衰变的热力学调整。
东京大学Takatsugu Masuda等通过使用中子散射,展示了磁场对量子反铁磁体RbFeCl3中磁振子衰变的控制,其中磁振子和连续谱之间的相互作用由磁场调节。
本文要点:
(1)
在相互作用很小的低场下,观察到单磁振子衰变过程。相反,在交互作用超过临界量级的高场,磁振子的能量被向下推,寿命增加。
(2)
作者的研究表明,在双准粒子连续统覆盖很宽的动量能量空间的系统中,场控制准粒子衰变是可能的,并且磁振子避免衰变的现象是普遍存在的。
参考文献:
Hasegawa, S., Kikuchi, H., Asai, S. et al. Field control of quasiparticle decay in a quantum antiferromagnet. Nat Commun 15, 125 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-023-44435-0
https://doi.org/10.1038/s41467-023-44435-0