論文の概要: Entanglement entropy of fermions in a strange metal

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.04098v1
• Date: Tue, 04 Aug 2026 18:00:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-06 14:48:43.563738
• Title: Entanglement entropy of fermions in a strange metal
• Title（参考訳）: 奇妙な金属中のフェルミオンの絡み合いエントロピー
• Abstract要約: 本研究では, 大容量N$1D格子モデルにおけるフェルミオンの絡み合いエントロピーを, 湯川-サハデフ-イ・キタエフモデル(湯川SYK)モデルに類似して検討した。 熱エントロピーからエンタングルメントエントロピーへのクロスオーバーは、異なるサブリージョンサイズと温度のフェルミオンの第2レニイエントロピーを1つの普遍曲線に崩壊させる1つのスケーリングアンサッツによって捕捉されることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The subsystem-size dependence of ground-state entanglement entropy and its crossover to thermal entropy as a function of temperature are well understood for one-dimensional (1D) gapless systems described by conformal field theory (CFT), and for free fermions with a Fermi surface in any dimension. However, little is known about the entanglement entropy for gapless fermionic systems without quasi-particles, such as a strange metal. Here we study the entanglement entropy of fermions in a solvable large-$N$ 1D lattice model akin to the Yukawa-Sachdev-Ye-Kitaev (Yukawa SYK) model. In this model, two Fermi points are coupled to scalar bosons via spatially random Yukawa interactions, providing a solvable model of a strange metal when the bosons become critical at a quantum critical point. We exactly compute the second Rényi entropy of fermions in a spatial subregion in this model. Our results unravel crucial role of intra-subregion entanglement between fermionic and bosonic degrees of freedom along with the inter-subregion entanglement in understanding the ground states of such strongly coupled fermion-boson systems. We show that the crossover from thermal entropy to entanglement entropy, is captured by a single scaling ansatz, that collapses the second Rényi entropy of fermions for different subregion sizes and temperatures into a single universal curve. We further show that the universal scaling curve for the critical strange metal is well described by the standard CFT formula, albeit with an effective central charge substantially larger than the non-interacting value.
• Abstract（参考訳）: 温度関数としての基底状態エンタングルメントエントロピーのサブシステムサイズ依存性と熱エントロピーへのクロスオーバーは、共形場理論(CFT)によって記述された1次元(1次元)ギャップレス系と、フェルミ面を持つ自由フェルミオンに対してよく理解されている。 しかし、奇妙な金属のような準粒子を持たない無孔フェルミオン系の絡み合いエントロピーについてはほとんど知られていない。 本稿では, 可溶性大N$1D格子モデルにおけるフェルミオンの絡み合いエントロピーを, 湯川-サハデフ-イ・キタエフモデル(湯川SYK)モデルに類似して検討する。 このモデルでは、2つのフェルミ点が空間的にランダムな湯川相互作用によってスカラーボソンに結合され、ボソンが量子臨界点において臨界となると、奇妙な金属の可解なモデルが得られる。 このモデルにおける空間部分領域におけるフェルミオンの第二レニイエントロピーを正確に計算する。 その結果, 強結合フェルミオン-ボゾン系の基底状態を理解する上で, フェルミオン-ボゾン自由度とフェルミオン-ボソン自由度との間に生じる部分領域内絡み合いの重要性が明らかになった。 熱エントロピーからエンタングルメントエントロピーへのクロスオーバーは、異なるサブリージョンサイズと温度のフェルミオンの第2レニイエントロピーを1つの普遍曲線に崩壊させる1つのスケーリングアンサッツによって捕捉されることを示す。 さらに、臨界奇金属の普遍的なスケーリング曲線は、非相互作用値よりもかなり大きい有効中心電荷を持つ標準CFT式によってよく説明されていることを示す。

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