Ising 畴的 Kibble-Zurek 机制
统计力学
2024-04-16 v2
摘要
对称性破缺相变后拓扑缺陷的形成是一种普遍现象，它编码了关于底层动力学的丰富信息。描述这些非平衡动力学的 Kibble-Zurek 机制（KZM）预测了由热涨落驱动的这些二阶相变的缺陷密度。它已在多种物理系统中被验证为成功的模型，并从早期宇宙的结构形成到凝聚态系统都有应用。然而，拓扑平凡的 Ising 畴——凝聚态系统中最常见和最基本的畴类型之一——是否也服从 KZM，从未在实验室中被研究过。我们考察了两种不同类型的三维（3D）结构 Ising 畴：NiTiO3 中的顺时针（CW）/逆时针（CCW）铁电旋转畴，以及 BiTeI 中的上/下极化畴。虽然 NiTiO3 中铁电旋转畴的 KZM 斜率与 3D Ising 模型的预测吻合良好，但 BiTeI 中极化畴的 KZM 斜率却惊人地远超理论极限，这提供了一个奇异的例子，其中可能的弱长程偶极相互作用在陡化非拓扑量的 KZM 斜率中起了关键作用。我们的结果证明了 KZM 对 Ising 畴的有效性，并揭示了幂律指数的增强以及具有长程相互作用的相变中动力学临界指数 z 的可能减小。
引用
@article{arxiv.2306.15821,
title = {Kibble-Zurek mechanism of Ising domains},
author = {Kai Du and Xiaochen Fang and Choongjae Won and Chandan De and Fei-ting Huang and Fernando J. Gomez-Ruiz and Adolfo Del Campo and Sang-Wook Cheong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.15821},
year = {2024}
}