論文の概要: Spin liquid and glass behavior in quantum spin models with all-to-all p-spin interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.08154v1
- Date: Mon, 11 Aug 2025 16:30:38 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-12 21:23:29.20967
- Title: Spin liquid and glass behavior in quantum spin models with all-to-all p-spin interactions
- Title（参考訳）: 全対pスピン相互作用を持つ量子スピンモデルにおけるスピン液体とガラスの挙動
- Authors: Shusei Wadashima, Yukitoshi Motome,
- Abstract要約: スピン液体とスピンガラス状態は、乱れた量子スピン系の2つの異なる相を表す。
相互作用における異方性の増加はスピン液体相を体系的に抑制し、スピンガラス状態を拡張することを示す。
我々の発見は、量子乱れ相とそれらの間の遷移に関する新たな洞察を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Spin liquid and spin glass states represent two distinct phases of disordered quantum spin systems. These states are, in principle, distinguished by quantum-entangled fluctuations and spin-freezing, but identifying each state and characterizing the transition between them remain challenging. Here, we systematically explore the relationship between the spin liquid and spin glass states using a model with all-to-all random interactions among $p$ spins, which interpolates between the Ising-like one-component, XY-like two-component, and isotropic three-component cases. By analyzing the system-size $N$ dependence of the Edwards-Anderson order parameter and the density of states, we identify the transition from the spin liquid to the spin glass for various values of $p$. We show that the phase diagrams for different $p$ can be unified through a scaling with $N/p^2$, revealing that increasing anisotropy in the interactions systematically suppresses the spin liquid phase and extends the spin glass regime. Furthermore, we examine the competition between multiple-spin interactions and anisotropy under an external magnetic field in the isotropic case, and find that the spin liquid phase transitions into the spin glass phase before entering a quantum paramagnetic phase. Our findings provide new insights into quantum disordered phases and the transitions between them.
- Abstract（参考訳）: スピン液体とスピンガラス状態は、乱れた量子スピン系の2つの異なる相を表す。
これらの状態は原則として、量子絡み合ったゆらぎとスピン凍結によって区別されるが、それぞれの状態を特定し、それらの遷移を特徴づけることは困難である。
ここでは,スピン液体とスピンガラス状態の関係を,Ising-like one-component,XY-like two-component,等方的3-componentとの間を補間する,$p$ spin間の全対ランダム相互作用モデルを用いて体系的に検討する。
エドワーズ・アンダーソン次数パラメータと状態密度のシステムサイズ$N$依存性を解析することにより、スピン液体からスピンガラスへの遷移を様々な値の$p$で同定する。
異なる$p$の相図は、N/p^2$のスケーリングによって統一できることを示し、相互作用における異方性の増加はスピン液体相を体系的に抑制し、スピンガラス状態を拡張することを示した。
さらに、等方性の場合、外部磁場下での多重スピン相互作用と異方性の間の競合について検討し、スピン液相が量子常磁性相に入る前にスピンガラス相に遷移することを示した。
我々の発見は、量子乱れ相とそれらの間の遷移に関する新たな洞察を提供する。
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