論文の概要: Superradiant phase transition in complex networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.03088v3
• Date: Sun, 8 Aug 2021 07:56:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-22 00:45:35.471575
• Title: Superradiant phase transition in complex networks
• Title（参考訳）: 複雑ネットワークにおける超ラジカル相転移
• Authors: Andrei Yu. Bazhenov, Dmitriy V. Tsarev, and Alexander P. Alodjants
• Abstract要約: 我々はDicke-Isingモデルに対する超ラジアント位相遷移問題を考える。 正規,ランダム,スケールフリーなネットワーク構造について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 62.997667081978825
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In this work we consider a superradiant phase transition problem for the Dicke-Ising model, which generalizes the Dicke and Ising models for annealed complex networks presuming spin-spin interaction. The model accounts the interaction between a spin (two-level) system and external classical (magnetic) and quantized (transverse) fields. We examine regular, random, and scale-free network structures characterized by the delta-function, random (Poisson), and power-law exponent degree distributions, respectively. To describe paramagnetic (PM) - ferromagnetic (FM) and superradiant (SR) phase transitions we introduce two order parameters: the total weighted spin z-component and the normalized transverse field amplitude, which correspond to the spontaneous magnetization in z and x directions, respectively. Due to the interplay between the spin interaction and the finite size effects in the networks we first elucidate novel features of the SR state in the presence of the PM-FM phase transition. We reveal that the critical temperature of the SR phase transition grows monotonically from some certain value that corresponds to the critical number of nodes. For the scale-free networks we find that this critical temperature rises with the degree exponent increase accompanied both by establishing spontaneous magnetization in a quantum transverse field and vanishing of the collective spin component in z direction. In addition, we establish the conditions for the network parameters to obtain a quantum phase transition in the spin system when the critical temperature approaches zero. The fundamental features, which involve critical values of the classical and quantum field parameters, are discussed for the occurrence of the superradiance phase in this limit.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,スピンスピン相互作用を仮定した複雑なネットワークのディッキン・イジングモデルを一般化したディッキン・イジングモデルに対する超ラジアント相転移問題を考える。 このモデルはスピン(2レベル)系と外部古典(磁気)場と量子化(遷移)場の間の相互作用を記述する。 デルタ関数,ランダム(Poisson)およびパワーロー指数分布を特徴とする,正規,ランダム,スケールフリーなネットワーク構造について検討した。 常磁性 (PM) - 強磁性 (FM) と超強磁性 (SR) 相転移を記述するために,z方向の自発磁化に対応する全重み付きスピンz成分と正規化横磁場振幅の2つの順序パラメータを導入する。 スピン相互作用とネットワーク内の有限サイズ効果の相互作用により、PM-FM相転移の存在下でのSR状態の新たな特徴を初めて解明する。 我々は、SR相転移の臨界温度が、ノードの臨界数に対応する特定の値から単調に成長することを明らかにする。 スケールフリーネットワークでは、量子横磁場での自発磁化とz方向の集団スピン成分の消滅の両方により、この臨界温度は指数関数の上昇とともに上昇する。 さらに,臨界温度が0に近づくと,ネットワークパラメータがスピン系の量子相転移を得る条件を確立する。 古典および量子場のパラメータの臨界値を含む基本的な特徴は、この極限における超放射位相の発生について論じられる。

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