2023年5月25日，中国人民大学于伟强、俞榕及美国波士顿大学Anders W. Sandvik共同通讯在Science 在线发表题为「Proximate deconfined quantum critical point in SrCu₂(BO₃)₂」的研究论文，该研究发现了SrCu₂(BO₃)₂中的近似解禁闭量子临界点。
解禁闭量子临界点（DQCP）代表了量子物质研究的范式转变，为阶-序转换提出了「超越朗道」的情景。然而，它的实验实现仍然难以捉摸。
理论上提出的DQCP通过连续量子相变（QPT）连接量子物质的两个不同的有序基态。这种类型的临界性主要在二维（2D）量子磁体的背景下进行探索，超出了具有不相关对称性的有序相之间不连续（一阶）跃迁的传统范式。DQCP与非常规现象有关，包括分数自旋子激励和非约束规范波动。进一步的研究扩展了这一概念，引入了涌现对称性和奇异的一阶跃迁。在最近的一个场景中，DQCPis被提议是一个多临界点连接到无间隙量子自旋液体（QSL）。
尽管DQCP现象在量子材料中广泛相关，但在任何系统中都没有支持性的实验鉴定。量子磁体的相互作用可以在足够宽的范围内变化以实现与DQCP接壤的两个相位是罕见的。一个例外是层状材料SrCu₂(BO₃)₂，其中S＝1/2Cu²⁺自旋之间的反铁磁（AFM）Heisenberg相互作用提供了2D Shastry-Sutherland模型（SSM）的实现，其中三个不同的T=0相被很好地确定为二聚体间和二聚体内偶联的比值g=J/J'的函数：精确的二聚体-单重态相（DS，J'bond上有单重态）、两重简并的方形-单重（PS）相和Néel AFM相。在环境压力下，SrCu₂(BO₃)₂由具有DS基态的g=0.63 SSM很好地描述。施加的压力增加了g，将系统驱动到P≤1.8GPa的PS相，这在转变温度TP≤2K至P≤2.6GPa时持续存在。在3.2和4GPa之间检测到TN为2.5到4K的AFM相。
机理模式图 | 图源:Science
该研究利用对量子磁体SrCu₂(BO₃)₂的高压¹¹B核磁共振测量，作者证明了在1.8GPa以上的显著低温Tc ≃0.07K下，磁场诱导的片状单重态到反铁磁跃迁。跃迁的一阶特征随着压力的增加而减弱，作者在最高压力下观察到量子临界标度，2.4GPa。在模型计算的支持下，研究人员认为这些观测结果可以用诱导临界量子涨落的近似DQCP和阶参数的涌现O(3)对称性来解释。该发现为DQCP的研究提供了一个具体的实验平台。
论文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adc9487
