論文の概要: Activity-induced ferromagnetism in one-dimensional quantum many-body systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.04382v3
• Date: Wed, 6 Sep 2023 14:30:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-07 11:31:47.870403
• Title: Activity-induced ferromagnetism in one-dimensional quantum many-body systems
• Title（参考訳）: 1次元量子多体系における活性誘起強磁性
• Authors: Kazuaki Takasan, Kyosuke Adachi, Kyogo Kawaguchi
• Abstract要約: 非エルミート量子多体モデルをビエクモデルに類似した1次元で構築する。 数値計算の結果,活動によって誘導される強磁性秩序の出現が示唆された。 ハードコア条件が緩和されたモデルの変種を数値的に研究し、強磁性秩序の堅牢性を確認する。
• 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: Active matter, an ensemble of self-propelled entities, exhibits various nonequilibrium phase transitions. Here we construct a non-Hermitian quantum many-body model in one dimension analogous to the Vicsek model, and investigate its quantum phase transitions. The model consists of two-component hard-core bosons with ferromagnetic interactions and activity, i.e., spin-dependent asymmetric hopping. Numerical results show the emergence of a ferromagnetic order induced by the activity, a quantum counterpart of flocking, that even survives without the ferromagnetic interaction. We prove that activity generally increases the ground state energies of the paramagnetic states, whereas the ground state energy of the ferromagnetic state does not change. By solving the two-particle case, we find that this effective alignment is caused by avoiding the bound state formation due to the non-Hermitian skin effect in the paramagnetic state. To take this effect into account, we employ a two-site mean-field theory and qualitatively reproduce the phase diagram. We further numerically study a variant of our model, where the hard-core condition is relaxed, and confirm the robustness of the ferromagnetic order.
• Abstract（参考訳）: 自己推進体のアンサンブルである活性物質は、様々な非平衡相転移を示す。 ここでは、ビクセクモデルに類似した1次元の非エルミート量子多体モデルを構築し、その量子相転移を調べる。 このモデルは強磁性相互作用と活性を持つ2成分ハードコアボソン、すなわちスピン依存非対称ホッピングからなる。 数値的な結果は、強磁性相互作用を伴わずに生き残るフラッキングの量子対する活性によって誘導される強磁性秩序の出現を示す。 我々は、一般的に活性が常磁性状態の基底状態エネルギーを増加させるが、強磁性状態の基底状態エネルギーは変化しないことを示す。 この2粒子の場合を解いた結果, 常磁性状態における非エルミート皮膚効果による拘束状態形成を回避し, 効果的なアライメントが得られた。 この効果を考慮に入れ、二点平均場理論を用いて位相図を定性的に再現する。 さらに,ハードコア条件が緩和されたモデルの変形を数値的に検討し,強磁性秩序のロバスト性を確認した。

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