論文の概要: Quantum entanglement entropy and Tomonaga-Luttinger liquid to liquid transition in biquadratic spin-1 XY chain with rhombic single-ion anisotropy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.00739v1
• Date: Sun, 01 Dec 2024 09:16:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-04 15:42:13.028213
• Title: Quantum entanglement entropy and Tomonaga-Luttinger liquid to liquid transition in biquadratic spin-1 XY chain with rhombic single-ion anisotropy
• Title（参考訳）: ロンボリック単一イオン異方性を持つ2重四面体スピン-1 XY鎖における量子絡み合いエントロピーと友長・ラッティンガー液体の液相転移
• Authors: Yan-Wei Dai, Yao Heng Su, Sam Young Cho, Huan-Qiang Zhou,
• Abstract要約: 量子相転移は、ロンボリック単一イオン異方性を持つ2重四面体スピン-1$XY鎖で研究される。 3つのスピンネマティック相と2つの友長・ルッティンガー液相があり、中心電荷は$c = 1$である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Quantum phase transitions (QPTs) are investigated in biquadratic spin-$1$ XY chain with rhombic single-ion anisotropy by using the ground state energy (GE), the bipartite entanglement entropy (BEE), and the mutual information (MI). It turns out that there are three spin nematic phases and two Tomonaga-Luttinger (TL) liquid phases with the central charge $c = 1$. The TL Liquid phases emerge roughly for biquadratic interaction strength two times stronger than the absolute value of the single-ion anisotropy. The GE and the derivatives up to the second order reveal a first-order QPT between spin nematic ferroquarupole (FQ) phases but cannot capture an evident signal of QPTs between the spin nematic phases and the TL Liquid phases as well as QPT between the two TL liquid phases. The TL liquid-to-liquid transition point features a highly degenerate state and the spin-block entanglement entropy increases logarithmically with block size. The BEE exhibits a divergent or convergent behavior identifying the TL Liquid or spin nematic FQ phases, respectively. Similarly, the MI and the spin-spin correlation are shown to decay algebraically or exponentially with increasing the lattice distance in the TL Liquid or spin nematic FQ phases, respectively. In the TL liquid phase, the exponents $\eta_I$ and $\eta_z$ of the MI and the spin-spin correlation vary with the interaction parameter of the biquadratic interaction strength and the rhombic single-ion anisotropy and satisfy the relationship of $\eta_z <\eta_I$. Such changes of characteristic behavior of the BEE, the MI and the spin-spin correlation indicate an occurrence of the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT)-type QPT between the TL Liquid phase and the spin nematic FQ phase. The staggered spin fluctuation $\langle S^x S^y \rangle$ is shown to play a significant role for the emergence of the TL liquid phase and thus give rise to the BKT-type QPT.
• Abstract（参考訳）: 基底状態エネルギー(GE)、二部構造エントロピー(BEE)、相互情報(MI)を用いて、ロンボリックな単一イオン異方性を持つ2次スピン-1$XY鎖の量子相転移(QPT)を調べた。 3つのスピンネマティック相と2つの友長・ラッティンガー(TL)液相が存在し、中心電荷が$c = 1$であることが判明した。 TL液相は、単イオン異方性の絶対値より2倍強いバイクアクラティック相互作用強度のためにほぼ出現する。 GEおよび誘導体は、スピンネマティック・フェロフルオール (FQ) 相間の1次QPTを示すが、スピンネマティック相とTL液相間のQPTの明確な信号と2つのTL液相間のQPTを捉えることはできない。 TL液対液相遷移点は高い縮退状態を特徴とし、スピンブロック絡みエントロピーはブロックサイズと対数的に増加する。 BEEは、それぞれTL液またはスピンネマティックFQ相を識別する発散挙動または収束挙動を示す。 同様に、MIとスピンスピン相関は、それぞれTL液またはスピンネマティックFQ相の格子距離を増大させて代数的にまたは指数的に崩壊する。 TL液相では、MIの指数 $\eta_I$ と $\eta_z$ とスピンスピン相関は、バイカドラル相互作用強度とロンボリック単一イオン異方性との相互作用パラメータによって変化し、$\eta_z <\eta_I$ の関係を満たす。 このようなBEE, MIおよびスピンスピン相関の変化は, TL液相とスピンネマティックFQ相の間のベレジンスキー-コステリッツ-Thouless (BKT)型QPTの発生を示す。 不安定なスピン揺らぎ$\langle S^x S^y \rangle$は、TL液相の出現に重要な役割を果たすことが示され、したがってBKT型QPTが生じる。

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