纵场横轴伊辛模型中的一阶激发态量子相变

与二阶或连续量子相变（QPT）相比，一阶量子相变的研究远未明晰；在后者中，序参量及相关的对称性破缺可被清晰辨识，同时普适类与临界标度的概念可由临界指数刻画。本文对横轴伊辛模型中这两类量子相变进行了比较研究。在无纵场时，该模型的基态呈现从顺磁相到铁磁相的二阶量子相变，而一旦施加纵场，该相变即被抹平。令人惊讶的是，随着纵场增大，第一激发态出现了一阶量子相变，此现象此前未见文献报道。在图样图像（pattern picture）框架下，我们清晰辨识了这两类量子相变的差异：对于连续量子相变，仅表征铁磁相的图样始终主导其余图样；相反，在一阶量子相变中至少存在两种相互竞争的图样，这进一步由图样在基态与第一激发态波函数上的投影所计算的图样占据数所指示。我们的结果不仅在理解量子相变本质方面具有基础意义，也在用于验证本发现的量子模拟中具有实际价值。