Dirac 系统中金属相和解束缚量子相变的临界性质

我们通过大规模费米子量子蒙特卡罗模拟，对 rhombohedral 石墨双层模型中金属相和解束缚量子相变的量子临界及有限温度性质进行了表征。该模型在相互作用强度函数下在零温度下存在三种不同的相。弱相互作用时实现完全对称的 Dirac 半导体态。中等和强相互作用时，稳定两种长程有序相，分别破坏不同的对称性。有序相特征为费米子谱中部分和完全能隆。第一个从无序到长程有序半导体金属相的相变此前被认为由 $(2+1)$ 维的 Gross-Neveu-SO(3) 场论描述。通过采用改进的对称 Trotter 分解进行模拟，我们进一步确证了这一点，通过计算临界指数 $1/\nu$、$\eta_\phi$ 和 $\eta_\psi$，其结果在数值和分析不确定性范围内与场论预期一致。两种长程有序相之间的第二个相变此前被提议为金属解束缚量子临界点的可能实例。我们进一步通过分析单粒子、粒子-空穴和粒子-粒子通道中的谱函数来发展这一方案。我们的结果表明，临界处具有唯一速度的无能隆激发，支持在临界处出现洛伦兹对称性。我们还计算了在大相互作用下完全能隆态之上的有序态的有限温度相边界。相边界在所谓金属解束缚量子临界点附近平滑消失，这与连续或弱一级相变的预期相符。