論文の概要: Z2 topological order and first-order quantum phase transitions in systems with combinatorial gauge symmetry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.16625v1
• Date: Tue, 30 Mar 2021 19:04:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-06 03:21:27.013481
• Title: Z2 topological order and first-order quantum phase transitions in systems with combinatorial gauge symmetry
• Title（参考訳）: 組合せゲージ対称性を持つ系におけるZ2位相秩序と一階量子相転移
• Authors: Kai-Hsin Wu, Zhi-Cheng Yang, Dmitry Green, Anders W. Sandvik, Claudio Chamon
• Abstract要約: 正確な大域的および局所的なZ2ゲージ対称性をホストする2次元横場イジングモデルの一般化について検討する。 Z2トポロジカル相は安定であり、常磁性相は強磁性相に置換される。 トポロジカル-強磁性量子相転移も1次である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2265985278585778
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study a generalization of the two-dimensional transverse-field Ising model, combining both ferromagnetic and antiferromagnetic two-body interactions, that hosts exact global and local Z2 gauge symmetries. Using exact diagonalization and stochastic series expansion quantum Monte Carlo methods, we confirm the existence of the topological phase in line with previous theoretical predictions. Our simulation results show that the transition between the confined topological phase and the deconfined paramagnetic phase is of first-order, in contrast to the conventional Z2 lattice gauge model in which the transition maps onto that of the standard Ising model and is continuous. We further generalize the model by replacing the transverse field on the gauge spins with a ferromagnetic XX interaction while keeping the local gauge symmetry intact. We find that the Z2 topological phase remains stable, while the paramagnetic phase is replaced by a ferromagnetic phase. The topological-ferromagnetic quantum phase transition is also of first-order. For both models, we discuss the low-energy spinon and vison excitations of the topological phase and their avoided level crossings associated with the first-order quantum phase transitions.
• Abstract（参考訳）: 強磁性体と反強磁性体の両方の相互作用を組み合わせた2次元横磁場イジングモデルの一般化について検討した。 正確な対角化と確率級数展開量子モンテカルロ法を用いて、以前の理論的予測と整合した位相相の存在を確認する。 シミュレーションの結果, 従来のZ2格子ゲージモデルとは対照的に, 閉じ込められた位相相と分解された常磁性相の遷移は1次であり, 遷移が標準イジングモデルにマップされ, 連続であることがわかった。 さらに、局所ゲージ対称性を保ちながら、ゲージスピン上の横磁場を強磁性XX相互作用に置き換えることでモデルをさらに一般化する。 Z2トポロジカル相は安定であり、常磁性相は強磁性相に置き換えられている。 トポロジカル-強磁性量子相転移も1次である。 どちらのモデルも、トポロジカル位相の低エネルギースピノンおよびバイソン励起と、一階量子相転移に伴うそれらの回避レベル交差について議論する。

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