論文の概要: Quantum to classical crossover in generalized spin systems -- the
temperature-dependent spin dynamics of FeI$_2$
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.19905v1
- Date: Mon, 30 Oct 2023 18:13:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-01 18:17:27.389922
- Title: Quantum to classical crossover in generalized spin systems -- the
temperature-dependent spin dynamics of FeI$_2$
- Title（参考訳）: 一般化スピン系における量子から古典的クロスオーバー--FeI$_2$の温度依存性スピンダイナミクス
- Authors: D. Dahlbom, D. Brooks, M. S. Wilson, S. Chi, A. I. Kolesnikov, M. B.
Stone, H. Cao, Y.-W. Li, K. Barros, M. Mourigal, C. D. Batista, X. Bai
- Abstract要約: 古典的モーメントの温度依存正規化を導入し、量子和則を課すことで等級を決定する。
この単純な再正規化スキームは計算値と測定値(S(mathbfq, omega)$ for FeI$_2$ at all temperature との一致を著しく改善することを示す。
- 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: Simulating quantum spin systems at finite temperatures is an open challenge
in many-body physics. This work studies the temperature-dependent spin dynamics
of a pivotal compound, FeI$_2$, to determine if universal quantum effects can
be accounted for by a phenomenological renormalization of the dynamical spin
structure factor $S(\mathbf{q}, \omega)$ measured by inelastic neutron
scattering. Renormalization schemes based on the quantum-to-classical
correspondence principle are commonly applied at low temperatures to the
harmonic oscillators describing normal modes. However, it is not clear how to
extend this renormalization to arbitrarily high temperatures. Here we introduce
a temperature-dependent normalization of the classical moments, whose magnitude
is determined by imposing the quantum sum rule, i.e. $\int d\omega d\mathbf{q}
S(\mathbf{q}, \omega) = N_S S (S+1)$ for $N_S$ dipolar magnetic moments. We
show that this simple renormalization scheme significantly improves the
agreement between the calculated and measured $S(\mathbf{q}, \omega)$ for
FeI$_{2}$ at all temperatures. Due to the coupled dynamics of dipolar and
quadrupolar moments in that material, this renormalization procedure is
extended to classical theories based on SU(3) coherent states, and by
extension, to any SU(N) coherent state representation of local multipolar
moments.
- Abstract（参考訳）: 有限温度での量子スピン系のシミュレーションは、多体物理学におけるオープンチャレンジである。
この研究は、ピボット化合物の温度依存性のスピンダイナミクスであるFeI$_2$を研究し、非弾性中性子散乱によって測定された動的スピン構造因子$S(\mathbf{q}, \omega)$の現象論的再正規化によって普遍量子効果が説明できるかどうかを決定する。
量子-古典対応原理に基づく再正規化スキームは、通常モードを記述する調和振動子に低温で一般的に適用される。
しかし、この再正規化を任意に高温に拡張する方法は明確ではない。
ここでは古典的モーメントの温度依存正規化を導入し、その等級は量子和則、すなわち$N_S$双極磁気モーメントに対して$\int d\omega d\mathbf{q} S(\mathbf{q}, \omega) = N_S S (S+1)$ によって決定される。
この単純な再正規化スキームは、すべての温度において計算および測定された$s(\mathbf{q}, \omega)$ の一致を大幅に改善することを示している。
その物質中の双極子モーメントと四極子モーメントの結合ダイナミクスにより、この再正規化手順はSU(3)コヒーレント状態に基づく古典理論や局所多極子モーメントの任意のSU(N)コヒーレント状態表現にまで拡張される。
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