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劳坦因不相容相变的经典起源

统计力学 2025-03-10 v2 强关联电子 高能物理 - 理论

摘要

连续相变通常发生在对称性被自发破坏的情况下,常见于两个相之间,其中一个相的残余对称性是另一个相的一部分。然而,已知在某些量子系统中存在连续的“解耦合量子临界”相变,这些相变发生在劳坦因不相容的对称性破坏相之间,常伴随异常的微观对称性。在本文中,我们调查了是否需要此类特殊条件。我们表明,劳坦因不相容的相变可以在一系列著名的经典统计力学模型中找到,这些模型由 Jos\'{e}、Kadanoff、Kirkpatrick 和 Nelson 引入,具有无奇异的对称性。这些模型是由正整数 QQ 标记的二维 XY 模型的各向异性变形。对于一定温度范围内的模型,即使是偶数 QQ 模型,也表现出两种劳坦因不相容的部分对称性破坏相及其之间的直接相变,Q4Q \ge 4。解耦合量子临界性的特征,如增强对称性和带电缺陷的消散,都容易在经典情境中看到。对于奇数 QQ 以及相应的温度范围,两个单一的部分对称性破坏相区域出现,被一个稳定的“无关紧要临界”线分开。我们讨论实现这些相变的实验系统,并呈现具有类似相图的无奇异量子模型。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.19009,
  title  = {Classical origins of Landau-incompatible transitions},
  author = {Abhishodh Prakash and Nick G. Jones},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.19009},
  year   = {2025}
}

备注

9 (Main + End matter) + 8 (Supplemental) = 17 pages, 5 (Main + End matter) + 7 (Supplemental) = 12 figures. v2: Improved presentation and expanded discussion to include (a) realization in experiments (main text), (b) explicit paths avoiding unnecessary criticality (end matter) and (c) comments on anomalies in classical systems (supplemental materials). Close to the published version