题目：解禁闭量子临界现象的实验探索

报告人：于伟强 教授，中国人民大学

时间：2023年3月10号10:00（周五）

地点：国家脉冲强磁场科学中心C204

报告摘要：

朗道理论认为，两种对称破缺态之间不存在连续的量子相变。但近年来基于一些精巧设计模型的量子多体计算似乎支持二级相变存在的可能性，即为解禁闭的量子临界点（DQCP）；这种超越朗道理论范式的解禁闭量子临界还可能伴随着在临界点上演生的对称性、分数化的分激发、贝里相位的连续变化等新奇性质[1]。DQCP是强关联研究中一个新的前沿方向，这一概念也可能促进对超导机理等方面的理解。然而迄今还没有发现解禁闭量子临界点的实验证据。

在本报告中，我将重点报告我们通过对自旋阻挫Shastry-Sutherland材料SrCu₂(BO₃)₂[2]的高压、强磁场和极低温的核磁共振（NMR）研究来探索DQCP。在高压下，对SrCu₂(BO₃)₂的一些热力学测试认为其基态可能发生从二聚体自旋态（DS）到拼块状自旋单态（PS）的相变[3,4,5]。我们通过核磁共振谱首次发现了PS态对称破缺的微观实验证据；进一步在2.1和2.4万大气压下，我们通过磁场调和极低温核磁共振发现磁场诱导了从PS态到反铁磁态（AFM）的弱一级相变；而在量子相变点上，两相的共存温度低至0.07K，压强升高时非常接近零温的二级相变；PS和AFM相的（磁场，温度）相边界都遵循具有相同幂律指数的对偶性；自旋-晶格弛豫率的数据也揭示在2.4 GPa的低能自旋动力学表现出量子临界的标度行为；对系统的数值模拟也表明该系统符合增强的O(3)对称性[6]。这些结果表明系统存在一个邻近的DQCP，这也是首次在实验中给出解禁闭量子临界现象的确切实验证据，为研究DQCP找到了一个真实的材料平台。

参考文献：

[1] R. R. P. Singh, Physics, 3, 35 (2010).

[2] H. Kageyama, et al., Phys. Rev. Lett. 82, 3168 (1999).

[3] M. E. Zayed, et al., Nat. Phys. 13, 962 (2017).

[4] J. Guo, et al., Phys. Rev. Lett. 124, 206602 (2020).

[5] J. Larrea Jimenez, et al., Nature 592, 370 (2021).

[6] Y. Cui et al., arXiv: 2204.08133 (2022).

报告人简介：

于伟强，中国人民大学物理系教授。2004年在UCLA获得博士学位，先后在马里兰大学、麦克马斯特大学做博士后，2008年起任现职，开展强关联体系的凝聚态核磁共振研究。搭建的核磁共振谱仪系统具有稀释制冷极低温、高压和强磁场等先进的联合样品调控条件。近十多年来专注于铁基高温超导材料和量子磁性材料的调控和物性研究，在铁基高温超导材料的配对对称性、向列序、自旋涨落和超导的关联，以及量子磁性材料的量子自旋液体态、量子相变等方面做出多项前沿研究成果。已发表ESI论文70余篇，引用3000余次，获基金委优青支持。