論文の概要: Quantum phase transitions in the triangular coupled-top model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.03008v1
- Date: Sun, 6 Nov 2022 02:24:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-20 04:28:39.175129
- Title: Quantum phase transitions in the triangular coupled-top model
- Title（参考訳）: 三角結合トップモデルにおける量子相転移
- Authors: Liwei Duan, Yan-Zhi Wang, Qing-Hu Chen
- Abstract要約: 三角形上に3つの大きなスピンを持つ結合トップモデルについて検討する。
結合強度によっては、乱れた常磁性相、幾何学的磁気相、フラストレーションされた反強磁性相の3つの相が存在する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.303857456199328
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study the coupled-top model with three large spins located on a triangle.
Depending on the coupling strength, there exist three phases: disordered
paramagnetic phase, ferromagnetic phase, and frustrated antiferromagnetic
phase, which can be distinguished by the mean-field approach. The
paramagnetic-ferromagnetic phase transition is accompanied by the breaking of
the global $Z_2$ symmetry, whereas the paramagnetic-antiferromagnetic phase
transition is accompanied by the breaking of both the global $Z_2$ symmetry and
the translational symmetry. Exact analytical results of higher-order quantum
effects beyond the mean-field contribution, such as the excitation energy,
quantum fluctuation and von Neumann entropy, can be achieved by the
Holstein-Primakoff transformation and symplectic transformation in the
thermodynamic limit. Near the quantum critical point, the energy gap closes,
along with the divergence of the quantum fluctuation in certain quadrature and
von Neumann entropy. Particular attention should be paid to the
antiferromagnetic phase, where the geometric frustration takes effect. The
critical behaviors in the antiferromagnetic phase are quite different from
those in the paramagnetic and ferromagnetic phases, which highlights the
importance of the geometric frustration. The triangular coupled-top model
provides a simple and feasible platform to study the quantum phase transition
and the novel critical behaviors induced by the geometric frustration.
- Abstract（参考訳）: 三角形上に3つの大きなスピンを持つ結合トップモデルについて検討する。
結合強度によっては、不規則常磁性相、強磁性相、フラストレーション反強磁性相の3つの相が存在し、平均場アプローチによって区別される。
常磁性-強磁性相転移は大域的$z_2$対称性の破れを伴うのに対し、常磁性-反強磁性相転移は大域的$z_2$対称性と並進的対称性の破れを伴う。
励起エネルギー、量子ゆらぎ、フォン・ノイマンエントロピーのような平均場寄与を超える高次量子効果の厳密な解析結果は、熱力学極限におけるホルシュタイン・プリマコフ変換とシンプレクティック変換によって達成できる。
量子臨界点の近くで、エネルギーギャップは、ある二次における量子揺らぎとフォン・ノイマンのエントロピーの分岐とともに閉ざされる。
幾何学的フラストレーションが作用する反強磁性相には特に注意が必要である。
反強磁性相の臨界挙動は常磁性相と強磁性相とは大きく異なり、幾何学的フラストレーションの重要性を強調している。
三角形結合トップモデルは、量子相転移と幾何学的フラストレーションによって引き起こされる新しい臨界挙動を研究するための単純かつ実現可能なプラットフォームを提供する。
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