Forschung: Coulomb-Phase, magnetische Ordnung und Higgs-Übergang in Nd2Zr2O7

Das Pyrochlor-Material Nd₂Zr₂O₇ zeigt eine neuartige Fragmentierung von magnetischen Momenten: Antiferromagnetische "all-in-all-out"-Ordnung koexistiert mit einem Muster von "pinch points" im Anregungsspektrum, die als dispersionslose Mode mit Energielücke sichtbar sind. Der parametrisierte Spin-Hamiltonian wird durch einen frustrierten ferromagnetischen Term dominiert, der das pinch-point-Muster hervorruft und die Nähe zu einer U(1)-Spinflüssigkeit demonstriert. Die magnetischen Anregungen von Nd₂Zr₂O₇ oberhalb der Ordnungstemperatur wurden mit Hilfe von inelastischer Neutronenstreuung mit hoher Energieauflösung untersucht. Die Resultate zeigen, dass die magnetische Ordnung in Nd₂Zr₂O₇ durch einen Higgs-Mechanismus entsteht und erklären außerdem zahlreiche andere experimentelle Befunde.

J. Xu, O. Benton, A.T.M.N. Islam, T. Guidi, G. Ehlers, B. Lake,
Order out of a Coulomb Phase and Higgs Transition: Frustrated Transverse Interactions of Nd₂Zr₂O₇,
Phys. Rev. Lett. 124, 097203 (2020) (arXiv)