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基于有效场论方法的强关联有效哈密顿量的多体微扰理论

量子气体 2025-01-09 v3 强关联电子 核理论 量子物理

摘要

引入低能有效哈密顿量通常是为了把握量子多体问题中的大部分关联。例如,此类有效哈密顿量可在平均场层面进行处理,以复现某些感兴趣的物理性质。然而,采用包含多体关联的有效哈密顿量会使多体微扰技术的使用变得困难,因为这会导致关联的重复计数。在本工作中,我们开发了一种策略,应用多体微扰理论的扩展形式,从包含超出平均场水平关联的有效相互作用出发。其目标是重新组织多体计算,以避免因在描述中引入关联有效哈密顿量而导致的关联重复计数。为此,我们通过引入可调节的自由参数以复现适当的极限情况,推广了 Rayleigh-Schr"odinger 微扰理论的表述。特别是,裸弱耦合 regime 下的展开和强耦合极限可作为有价值的输入,用于确定结果表达式中出现的自由参数的值。该方法利用超出平均场的策略描述多体系统,避免了关联的双重计数。该方法定性地复现了超冷原子、核物理和凝聚态物理中各种相关系统的基态能量,其适用范围超出了标准多体微扰理论的有效域。最后,我们的方法表明,利用所提出的多体计算重组方案,可将所得的形式结果解释为一种有效场论。通过在扩展的多体微扰理论中考虑更高阶项,同时保持直接的多项式展开,基态能量等结果得到了系统性的改进。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.17627,
  title  = {Many-body perturbation theory for strongly correlated effective Hamiltonians using effective field theory methods},
  author = {Raphaël Photopoulos and Antoine Boulet},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.17627},
  year   = {2025}
}

备注

16 pages, 5 figures, 5 tables