論文の概要: Commensurate-incommensurate transition in frustrated Wigner crystals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.14396v1
- Date: Fri, 24 Nov 2023 10:29:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-30 09:46:27.175709
- Title: Commensurate-incommensurate transition in frustrated Wigner crystals
- Title(参考訳): フラストレーションウィグナー結晶のコメンシュレート-非コンメンシュレート転移
- Authors: Rapha\"el Menu, Jorge Yago Malo, Vladan Vuleti\'c, Maria Luisa
Chiofalo, Giovanna Morigi
- Abstract要約: この研究は、クーロン相互作用を持つフレンケル・コントロワモデルのパラダイム的実現である。
電位と鎖の周期性のミスマッチはフラストレーションを引き起こし、クーロン自己エネルギーによって振幅が決定される化学的ポテンシャルである。
しかし、有限系では、基底状態はフラクタル構造を持ち、トラップ内のレーザー冷却イオンの実験で測定できる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Geometric frustration in systems with long-range interactions is a largely
unexplored phenomenon. In this work we analyse the ground state emerging from
the competition between a periodic potential and a Wigner crystal in one
dimension, consisting of a selforganized chain of particles with the same
charge. This system is a paradigmatic realization of the Frenkel-Kontorova
model with Coulomb interactions. We derive the action of a Coulomb soliton in
the continuum limit and demonstrate the mapping to a massive (1+1) Thirring
model with long-range interactions. Here, the solitons are charged fermionic
excitations over an effective Dirac sea. The mismatch between the periodicities
of potential and chain, giving rise to frustration, is a chemical potential
whose amplitude is majorly determined by the Coulomb self-energy. The
mean-field limit is a long-range antiferromagnetic spin chain with uniform
magnetic field and predicts that the commensurate, periodic structures form a
complete devil's staircase as a function of the charge density. Each step of
the staircase correspond to the interval of stability of a stable commensurate
phase and scales with the number $N$ of charges as $1/\ln N$. This implies that
there is no commensurate-incommensurate phase transition in the thermodynamic
limit. For finite systems, however, the ground state has a fractal structure
that could be measured in experiments with laser-cooled ions in traps.
- Abstract(参考訳): 長距離相互作用を持つ系における幾何学的フラストレーションは、ほとんど未開拓の現象である。
この研究は、周期ポテンシャルとウィグナー結晶の1次元における競合から生じる基底状態を分析し、同じ電荷を持つ自己組織化された粒子鎖からなる。
このシステムは、クーロン相互作用を持つフレンケル・コントロワモデルのパラダイム的実現である。
連続極限におけるクーロンソリトンの作用を導出し、長距離相互作用を持つ大規模(1+1)チリングモデルへの写像を示す。
ここで、ソリトンは効果的なディラック海上のフェルミイオン励起を帯電する。
電位と鎖の周期性のミスマッチはフラストレーションを引き起こし、クーロン自己エネルギーによって振幅が決定される化学的ポテンシャルである。
平均磁場限界は、均一な磁場を持つ長距離反強磁性スピン鎖であり、電荷密度の関数として周期構造が完全な悪魔の階段を形成することを予測している。
階段の各ステップは安定な構成相の安定性の間隔に対応し、料金のN$を1/\ln N$としてスケールする。
これは、熱力学的極限にコンペンサート・インコンメンサート相転移が存在しないことを意味する。
しかし、有限系では基底状態はフラクタル構造を持ち、トラップ内のレーザー冷却イオンの実験で測定することができる。
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