Fractional matter coupled to the emergent gauge field in a quantum spin ice
Notice bibliographique
Résumé
Electronic spins can form long-range entangled phases of condensed matter named quantum spin liquids. Their existence is conceptualized in models of two- or three-dimensional frustrated magnets that evade symmetry-breaking order down to zero temperature. Quantum spin ice (QSI) is a theoretically well-established example described by an emergent quantum electrodynamics, with excitations behaving like photon and matter quasiparticles. The latter are fractionally charged and equivalent to the `spinons' emerging from coherent phases of singlets in one dimension, where clear experimental proofs of fractionalization exist. However, in frustrated magnets it remains difficult to establish consensual evidence for quantum spin liquid ground states and their fractional excitations. Here, we use backscattering neutron spectroscopy to achieve extremely high resolution of the time-dependent magnetic response of the candidate QSI material Ce$_2$Sn$_2$O$_7$. We find a gapped spectrum featuring a threshold and peaks that match theories for pair production and propagation of fractional matter excitations (spinons) strongly coupled to a background gauge field. The multiple peaks are a specific signature of the $π$-flux phase of QSI, providing spectroscopic evidence for fractionalization in a three-dimensional quantum spin liquid.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».