量子材料中的動力學由量子化的集體運動描述:準粒子。單個準粒子的描述有助于對系統的基本理解,而超越簡單描述的現象,如影響準粒子攜帶的電流的準粒子衰變,是一個有趣的話題。準粒子的不穩定性是由單個準粒子和兩個準粒子連續體之間的排斥相互作用的大小決定的。盡管已經在幾種材料中研究了這種現象,但是還沒有研究單一材料中準粒子衰變的熱力學調整。
東京大學Takatsugu Masuda等通過使用中子散射,展示了磁場對量子反鐵磁體RbFeCl3中磁振子衰變的控制,其中磁振子和連續譜之間的相互作用由磁場調節。
本文要點:
(1)
在相互作用很小的低場下,觀察到單磁振子衰變過程。相反,在交互作用超過臨界量級的高場,磁振子的能量被向下推,壽命增加。
(2)
作者的研究表明,在雙準粒子連續統覆蓋很寬的動量能量空間的系統中,場控制準粒子衰變是可能的,并且磁振子避免衰變的現象是普遍存在的。
參考文獻:
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