論文の概要: Thermal Uhlmann phase in a locally driven two-spin system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.04766v1
- Date: Thu, 12 Jan 2023 00:02:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-13 14:55:03.237500
- Title: Thermal Uhlmann phase in a locally driven two-spin system
- Title（参考訳）: 局所駆動型2スピン系におけるサーマルマン相
- Authors: J. Villavicencio, E. Cota, F. Rojas, J. A. Maytorena, D. Morachis
Galindo and F. Nieto-Guadarrama
- Abstract要約: 磁場が赤道周辺で変化するとき、2つのトポロジカルなウルマン相転移の出現を示す。
小さなカップリングの場合、温度ギャップの幅は1次元フェルミオン系の臨界温度$T_c$である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We study the geometric Uhlmann phase of mixed states at finite temperature in
a system of two coupled spin-$\frac 1 2$ particles driven by a magnetic field
applied to one of the spins. In the parameter space of temperature and
coupling, we show the emergence of two topological Uhlmann phase transitions
when the magnetic field evolves around the equator, where a winding number can
characterize each temperature range. For small couplings, the width of the
temperature gap of the non-trivial phase is roughly the critical temperature
$T_c$ of one-dimensional fermion systems with two-band Hamiltonians. The first
phase transition in the low-temperature regime and small values of the coupling
corresponds to the peak of the \textit{Schottky anomaly} of the heat capacity,
typical of a two-level system in solid-state physics involving the ground and
first excited states. The second phase transition occurs at temperatures very
close to the second maximum of the heat capacity associated with a multilevel
system. We also derive analytical expressions for the thermal Uhlmann phase for
both subsystems, showing that they exhibit phase transitions. In the driven
subsystem, for minimal $g$, a topological phase transition phase appears at
$T_c$ again. However, for larger values of $g$, the transitions occur at lower
temperature values, and they disappear when the coupling reaches a critical
value $g_c$. The latter is not the case for the undriven subsystem, where at
low temperatures, a single phase transition occurs at $g_c$. Nevertheless, as
the temperature rises, we demonstrate the emergence of two phase transitions
defining a coupling gap, where the phase is non-trivial and vanishes as the
temperature reaches a critical value.
- Abstract（参考訳）: 一方のスピンに印加された磁場によって駆動される2つの結合スピン=$1$2$粒子系において、有限温度における混合状態の幾何学的ウルマン位相を研究する。
温度とカップリングのパラメータ空間において、磁場が赤道付近で進化するとき、2つの位相的ウールマン相遷移が出現することを示す。
小さいカップリングの場合、非自明な位相の温度ギャップの幅は、2バンドハミルトニアンを持つ1次元フェルミオン系の臨界温度$T_c$である。
低温状態における第1相転移とカップリングの小さな値は、基底状態と第一励起状態を含む固体物理学における2段階系の典型的な熱容量の \textit{schottky anomaly} のピークに対応する。
第2相転移は、多層系に関連する熱容量の第2の最大値に非常に近い温度で起こる。
また,両方のサブシステムに対する熱uulmann相の解析式を導出し,相転移を示す。
駆動サブシステムでは、最小$g$の場合、位相位相遷移相が再び$T_c$となる。
しかし、より大きな値が$g$の場合、遷移は低温の値で起こり、結合が臨界値 $g_c$ に達すると消滅する。
後者は非駆動サブシステムの場合ではなく、低温では1つの相転移が$g_c$で起こる。
それにもかかわらず、温度が上昇するにつれて、相が非自明で温度が臨界値に達すると消滅するカップリングギャップを定義する2つの相転移の出現を示す。
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