論文の概要: Wigner-Yanase skew information, quantum entanglement and spin nematic quantum phase transitions in biquadratic spin-1 and spin-2 XY chains with single-ion anisotropies

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.11609v1
• Date: Tue, 15 Oct 2024 13:45:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-16 14:00:55.212335
• Title: Wigner-Yanase skew information, quantum entanglement and spin nematic quantum phase transitions in biquadratic spin-1 and spin-2 XY chains with single-ion anisotropies
• Title（参考訳）: Wigner-Yanaseスキュー情報、量子エンタングルメント、スピンネマティック量子相転移
• Authors: Yan-Wei Dai, Sheng-Hao Li, Sam Young Cho, Huan-Qiang Zhou,
• Abstract要約: 一軸または二軸スピンネマティック(SN)相間の量子相転移(QPTs)をスピン-1およびスピン-2 XY無限鎖で研究した。 スピン-1系では、不連続QPTはz-強四極子相からx-またはy-FQPへ、一方、連続QPTはx-とy-FQPの間で起こる。 2つの二軸SN相間の遷移について、不連続遷移線は二重縮退エンタングルメントスペクトルによって特徴づけられる位相相に分類される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2499537119440245
• License:
• Abstract: Quantum phase transitions (QPTs) between uniaxial or biaxial spin nematic (SN) phases are investigated in biquadratic spin-1 and spin-2 XY infinite chains with the rhombic- and uniaxial-type single-ion anisotropies. Systematic discussions of distinctive singular behaviors are made to classify various types of QPT from one SN state to the other SN state in using the Wigner-Yanase skew information (WYSI), the bipartite entanglement entropy (BEE), and the quadrupole moments (QMs). For the spin-1 system with the three uniaxial SN phases, we find that a discontinuous QPT, signaled by discontinuous behaviors of all the considered WYSI, BEE, and QMs, occurs from the z-ferroquadrupole phase (FQP) to the x- or y-FQPs, while a continuous QPT occurs between the x- and y-FQPs. The central charge in the continuous QPT line is estimated as $c \simeq 1$ from the BEE. Compared to the spin-1 system, depending on a given strength of the uniaxial-type single-ion anisotropy, the spin-2 system undergoes four different types of QPTs between the two biaxial SN phases as the rhombic-type anisotropy varies: the quantum crossovers, connecting the two orthogonal biaxial SN states adiabatically without an explicit phase transition, the continuous and the discontinuous QPTs, and the SN to magnetic transitions via the antiferromagnetic phase (AFP). In a sharp contrast to the spin-1 system, for the transitions between the two biaxial SN phases, the discontinuous transition line is classified as a topological phase characterized by a doubly degenerate entanglement spectrum and a string order parameter defined by the Cartan generator of the $\mathrm{SO}(5)$ symmetry group in spin-2 systems, while the continuous QPT is advocated by the central charge $c \simeq 1$. Whereas the QPT lines with $c \simeq 1/2$ indicate that the transition between the biaxial SN phase and the AFP belongs to the Ising universality class.
• Abstract（参考訳）: 1軸スピンネマティック(SN)相と2軸スピンネマティック(SN)相の間の量子相転移(QPTs)を,ロンボリックおよび1軸型単一イオン異方性を持つ2軸スピン-1およびスピン-2XY無限鎖で研究した。 WYSI(Wigner-Yanase skew information)、二部交絡エントロピー(BEE)、四重極モーメント(QMs)を用いて、あるSN状態から他のSN状態への様々なQPTの分類を行う。 3つの一軸SN相を持つスピン-1系において、考慮された全てのWYSI, BEE, QMsの不連続な挙動によって信号される不連続QPTは、z-フェロクアドルポール相(FQP)からx-またはy-FQPsへ、またx-とy-FQPsの間に連続QPTが発生する。 連続QPT線の中心電荷は、BEEから$c \simeq 1$と推定される。 スピン-1系と比較して、スピン-2系は、一軸型単イオン異方性(英語版)の所定強度に依存するが、ロンボリック型異方性(英語版)として2つの二軸SN相間で4種類のQPTを経る: 量子クロスオーバー(英語版)、2つの直交二軸SN状態(英語版)を明示的な相転移なしに断熱的に結合)、連続および不連続QPT(英語版)、および反強磁性相(AFP)を介してSNを磁気遷移(英語版)する。 スピン-1系とは対照的に、2つの二軸SN相間の遷移に対して、連続QPTは中心電荷$c \simeq 1$によって提唱される一方、不連続遷移線は2重縮退エンタングルメントスペクトルとスピン-2系における$\mathrm{SO}(5)$対称性群のカルタン生成器によって定義される弦順序パラメータによって特徴づけられる位相位相位相として分類される。 一方、$c \simeq 1/2$のQPT線は、二軸SN相とAFPの間の遷移がイジング普遍性類に属することを示している。

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