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有限温度下的阻挫量子自旋:赝 Majorana 泛函重整化群方法

强关联电子 2021-09-21 v4

摘要

赝费米子泛函重整化群(PFFRG)方法已被证明是处理阻挫量子自旋系统的有力数值方法。然而,在其通常实现中,自旋算符的复费米子表示引入了非物理的 Hilbert 空间扇区,这使得在有限温度下的应用不准确。在本工作中,我们基于 Majorana 费米子 formulate 一种通用的泛函重整化群方法以克服这些困难。特别地,我们通过一个 SO(3)SO(3) 对称的 Majorana 表示来实现自旋算符,该表示不引入任何非物理态,因此适用于有限温度下的量子自旋模型。我们将这一称为赝 Majorana 泛函重整化群(PMFRG)方法的方案应用于小自旋团簇以及方晶格和三角晶格上的阻挫 Heisenberg 模型。计算自旋关联和自由能、热容等热力学量的有限温度行为,我们发现与精确对角化和高温级数展开在中等温度以下吻合良好。我们特别观察到,在有限温度下 PMFRG 相比 PFFRG 精度显著增强。更一般地,我们得出结论:基于 Majorana 费米子的泛函重整化群方法的发展显著扩展了此类方法的应用范围。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.14836,
  title  = {Frustrated Quantum Spins at finite Temperature: Pseudo-Majorana functional RG approach},
  author = {Nils Niggemann and Björn Sbierski and Johannes Reuther},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.14836},
  year   = {2021}
}

备注

16 pages, 6 figures. v2: Typos corrected. v3: substantially simplified flow equations. v4: Small quantitative corrections to figs. 3 and 4