Бесщелевой фрактонный квантовый спиновый жидкость и возникающие фотоны в двумерной модели со спином-1

Бесщелевые фрактонные квантовые спиновые жидкости — это экзотические фазы вещества, описываемые У(1)-теориями калибровки более высокого ранга, которые содержат возбужденные состояния фрактонного типа с зазором и невозмозной подвижностью, а также бесщелевые фотонные возбуждения. Несмотря на хорошо изученные полевые теории, до сих пор не были выявлены спиновые модели за пределами чисто классических систем, реализующие эти фазы. С помощью контролируемого по ошибкам метода Монте-Карло для зелёных функций мы исследуем модель со спином-1 на квадратной решётке, которая демонстрирует чёткие признаки фрактонной квантовой спиновой жидкости без признаков обычного упорядочения. В частности, магнитный отклик проявляет характерные шаблоны подавленных точек сжатия (pinch points), которые точно соответствуют предсказанию У(1)-полевой теории ранга 2, и выявляет существование возникающих фотонных возбуждений в пространстве-времени 2+1. Примечательно, что этот тип фрактонной квантовой спиновой жидкости обнаруживается не только в основном состоянии системы, но и в общих низкоэнергетических секторах сильно фрагментированного гильбертова пространства.