論文の概要: Order-by-disorder in the antiferromagnetic $J_1$-$J_2$-$J_3$ transverse-field Ising model on the ruby lattice
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.12941v2
- Date: Mon, 13 May 2024 15:36:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-15 00:43:11.879985
- Title: Order-by-disorder in the antiferromagnetic $J_1$-$J_2$-$J_3$ transverse-field Ising model on the ruby lattice
- Title（参考訳）: ルビー格子上の反強磁性$J_1$-$J_2$-$J_3$横場イジングモデルにおける秩序差
- Authors: A. Duft, J. A. Koziol, P. Adelhardt, M. Mühlhauser, K. P. Schmidt,
- Abstract要約: J_1$-$J$-$J_3$反強磁性逆場イジングモデルのルビー格子上の量子位相図について検討する。
低磁場限界では、ゼロ場における広範囲な基底状態の縮退が、オーダー・バイ・ディオーダーのシナリオによってどのように持ち上げられるかを分析する、有効な量子二量体モデルが導出される。
長距離相互作用は、逆場によって引き起こされる量子ゆらぎと同じ基底状態が好ましく、これによりルビー格子はクロック順序相の実現に有望な候補となる可能性がある。
- 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 investigate the quantum phase diagram of the $J_1$-$J_2$-$J_3$ antiferromagnetic transverse-field Ising model on the ruby lattice. In the low-field limit we derive an effective quantum dimer model, analyzing how the extensive ground-state degeneracy at zero field is lifted by an order-by-disorder scenario. We support our analysis by studying the gap-closing of the high-field phase using series expansions. For $J_2>J_3$, we find a columnar phase at low fields, followed by a clock-ordered phase stabilized by resonating plaquettes at intermediate field values, and an emergent 3d-XY quantum phase transition to the polarized high-field phase. For $J_3>J_2$, an order-by-disorder mechanism stabilizes a distinct $k=(0,0)$ order and a quantum phase transition in the 3d-Ising universality class is observed. Further, we discuss the possible implementation of the columnar- and clock-ordered phase in existing Rydberg atom quantum simulators. When taking into account the full algebraically decaying long-range interactions on the ruby lattice, we find that long-range interactions favor the same ground state as the quantum fluctuations induced by a transverse field, which could make the ruby lattice a promising candidate for the realization of a clock-ordered phase.
- Abstract（参考訳）: J_1$-$J_2$-$J_3$反強磁性逆場イジングモデルのルビー格子上の量子位相図について検討する。
低磁場限界では、ゼロ場における広範囲な基底状態の縮退が、オーダー・バイ・ディオーダーのシナリオによってどのように持ち上げられるかを分析する、有効な量子二量体モデルが導出される。
直列展開を用いた高次位相のギャップ閉鎖について検討し,解析支援を行う。
J_2>J_3$の場合、低磁場での柱状相と、中間磁場でプラケットを共鳴させることにより安定化されたクロック順序の相と、偏極高磁場相への創発的な3d-XY量子相転移を見出す。
J_3>J_2$の場合、オーダー・バイ・ディオーダーのメカニズムは異なる$k=(0,0)$オーダーを安定化し、3d-イジング普遍性クラスにおける量子相転移が観察される。
さらに,既存のRydberg原子量子シミュレータにおけるカラム型およびクロック順化相の実装の可能性についても論じる。
ルビー格子上の全代数的に減衰する長距離相互作用を考慮すると、長距離相互作用は横磁場によって誘導される量子ゆらぎと同じ基底状態を好むことが分かる。
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