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在可探测一维与二维任意子的模拟中应如何选择边界条件?

统计力学 2021-02-03 v1 数学物理 math.MP 量子物理

摘要

我们从统计物理的角度讨论一维和二维空间中的任意子统计问题。我们尤其希望理解,在蒙特卡洛模拟中为模拟多体系统的热力学极限所必需的 Born-von Karman 或扭曲周期边界条件的选择,如何影响粒子的统计性质。当构型空间为单连通时(例如线上的粒子),粒子可以仅为玻色子。当构型空间为双连通时(例如三维空间中或亏格大于或等于一的黎曼面上的粒子,如环面等),粒子可以为玻色子和费米子。当构型空间为无穷连通时(如平面或圆上的粒子),粒子可以为具有任意统计的标量任意子。当构型空间为球面上粒子的空间时,粒子可以为具有分数统计的标量任意子。当构型空间为双连通时(如亏格大于或等于一的黎曼面上的粒子),还可以有多分量分数统计任意子。我们推导了不同几何下硬核粒子(包括任意子)的正则配分函数表达式。随后我们展示了一维和二维中边界条件(周期或开放)的选择如何决定在所考虑表面上可存在的粒子类型。在结论中,我们提及 Laughlin 波函数并对实验作了若干评论。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.05920,
  title  = {How should we choose the boundary conditions in a simulation which could detect anyons in one and two dimensions?},
  author = {Riccardo Fantoni},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.05920},
  year   = {2021}
}

备注

20 pages, 7 figures