三维量子自旋冰材料Ce₂Zr₂O₇ | Nature Physics

本文研究了三维量子自旋冰材料Ce₂Zr₂O₇，通过极化中子散射和低温热容测量，在33–50 mK极低温下观测到接近零能量的磁激发（演生光子）和高能区的自旋子激发信号。研究背景基于量子自旋冰作为量子自旋液体的潜在表现及其演生规范场的理论预测。研究目的是验证Ce₂Zr₂O₇是否为偶极-八极量子自旋冰的强候选体。实验结果表明，热容数据呈现随温度三次方的变化趋势，符合线性色散无能隙玻色模式的预期行为，证实了该材料作为量子自旋冰的特性。结论指出，该研究不仅证实了Ce₂Zr₂O₇是最强的偶极-八极量子自旋冰材料，还为三维量子自旋液体的存在提供了首个“双重实验验证”，推动了拓扑量子计算与演生规范场研究的发展。