Spin fractionalization and zero modes in the spin-$\frac{1}{2}$ XXZ chain with boundary fields
Abstract: In this work we argue that the antiferromagnetic spin $\frac{1}{2}$ XXZ chain in the gapped phase with boundary magnetic fields hosts fractional spin $\frac{1}{4}$ at its edges. Using a combination of Bethe ansatz and the density matrix renormalization group we show that these fractional spins are sharp quantum observables in both the ground and the first excited state as the associated fractional spin operators have zero variance. In the limit of zero edge fields, we argue that these fractional spin operators once projected onto the low energy subspace spanned by the ground state and the first excited state, identify with the strong zero energy mode discovered by P. Fendley \cite{Fendley}.
- P. Fendley, Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 49, 30LT01 (2016).
- R. Jackiw and C. Rebbi, Phys. Rev. D 13, 3398 (1976).
- J. Goldstone and F. Wilczek, Phys. Rev. Lett. 14, 986 (1981).
- S. Kivelson and J. Schriefer, Phys. Rev. B. 25, 6447 (1982).
- R. B. Laughlin, Phys. Rev. Lett. 50, 1395 (1983).
- F. Haldane, Physics Letters A 93, 464 (1983).
- A. Keselman and E. Berg, Phys. Rev. B 91, 235309 (2015).
- W. Liu and N. Andrei, Phys. Rev. Lett. 112, 257204 (2014).
- J. Lancaster and A. Mitra, Phys. Rev. E 81, 061134 (2010).
- H. Bethe, Zeitschrift fÃŒr Physik 71, 205 (1931).
- R. Orbach, Phys. Rev. 112, 309 (1958).
- L. R. Walker, Phys. Rev. 116, 1089 (1959).
- C. N. Yang and C. P. Yang, Phys. Rev. 150, 321 (1966a).
- C. N. Yang and C. P. Yang, Phys. Rev. 150, 327 (1966b).
- C. N. Yang and C. P. Yang, Phys. Rev. 151, 258 (1966c).
- O. F. Syljuåsen, Phys. Rev. A 68, 060301 (2003).
- E. K. Sklyanin, Journal of Physics A: Mathematical and General 21, 2375 (1988).
- S. Skorik and H. Saleur, Journal of Physics A: Mathematical and General 28, 6605 (1995).
- S.Skorik and A.Kapustin (1995).
- T. Nassar and O. Tirkkonen, Journal of Physics A: Mathematical and General 31, 9983 (1998).
- A. Sharma and M. Haque, Phys. Rev. A 89, 043608 (2014).
- J. Hauschild and F. Pollmann, SciPost Phys. Lect. Notes , 5 (2018).
Paper Prompts
Sign up for free to create and run prompts on this paper using GPT-5.
Top Community Prompts
Collections
Sign up for free to add this paper to one or more collections.