論文の概要: Entanglement signature of fully and partially dimerized phases in frustrated spin chains
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.02581v1
- Date: Mon, 04 May 2026 13:34:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-05 20:33:50.303573
- Title: Entanglement signature of fully and partially dimerized phases in frustrated spin chains
- Title（参考訳）: フラストレーションスピン鎖における完全および部分二量化相のエンタングルメントシグネチャ
- Authors: Wuttichai Pankeaw, Teparksorn Pengpan, Pruet Kalasuwan,
- Abstract要約: 正確な価結合基底状態の絡み合いエントロピーは、2つのフラストレーションされた1次元スピン鎖で研究される。
エントロピーは熱力学的限界の有限定数に飽和し、エリア・ローの振る舞いを確認する。
MGモデルとFD相は同様の絡み合い挙動を示し、主にスピン値と結合多重度によって決定される飽和度で異なる。
PD相は、切断時の結合タイプによって複数の半鎖飽和値を含む定性的に異なるシグネチャを示す。
- 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: The von Neumann entanglement entropy of exact valence-bond ground states is studied in two frustrated one-dimensional spin chains: the spin-1/2 Majumdar-Ghosh (MG) model and the spin-3/2 J1-J2-J3 chain in its fully dimerized (FD) and partially dimerized (PD) phases. Using matrix-product-state representations, the entropy is computed as a function of system size for three complementary bipartitions - half-chain, single-site, and pairwise - under both open and periodic boundary conditions. In all cases, the entropy saturates to a finite constant in the thermodynamic limit, confirming area-law behavior. The saturation values, extracted via finite-size scaling, are directly related to the underlying virtual-spin bond structure. The MG model and FD phase exhibit similar entanglement behavior, differing primarily in saturation magnitude determined by spin value and bond multiplicity, and both display even-odd oscillations and exponential convergence with system size. In contrast, the PD phase shows qualitatively distinct signatures, including multiple half-chain saturation values depending on the bond type at the cut, asymmetric edge contributions in the single-site entropy, and a multi-band structure in the pairwise entropy reflecting the coexistence of single- and double-singlet bonds. These results establish entanglement entropy as a robust signature of frustrated bond architecture, enabling clear distinction among dimerized phases with different spin magnitude, bond multiplicity, and dimerization patterns.
- Abstract（参考訳）: 正確な価結合基底状態のフォン・ノイマン絡み合いエントロピーは、スピン-1/2マジュマンダル・ゴッシュ(MG)モデルとスピン-3/2 J1-J2-J3 チェーンの完全二量化(FD)と部分二量化(PD)相の2つのフラストレーションされた1次元スピン鎖で研究される。
行列-積-状態表現を用いて、エントロピーは、開境界条件と周期境界条件の両方の下で、3つの相補的二分割(半鎖、単点、対対)の系の大きさの関数として計算される。
いずれの場合も、エントロピーは熱力学的極限の有限定数に飽和し、エリア・ローの振る舞いを確認する。
有限サイズのスケーリングによって抽出された飽和値は、下層の仮想スピン結合構造に直接関係している。
MGモデルとFDフェーズは、主にスピン値とボンド多重度によって決定される飽和度で異なり、偶発振動と指数収束をシステムサイズで表示する。
対照的にPD相は、切断時の結合タイプに依存する複数の半鎖飽和値、単一部位のエントロピーにおける非対称なエッジ寄与、単一および二重特異結合の共存を反映する対のエントロピーにおける多バンド構造を含む質的に異なるシグネチャを示す。
これらの結果は, 絡み合いエントロピーをフラストレート結合アーキテクチャの強靭なシグネチャとして確立し, スピン等級の異なる二量化相, ボンド乗法, 二量化パターンの明確な区別を可能にした。
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