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广义自旋 Ising 模型的平均场理论

统计力学 2025-09-29 v1 经典物理

摘要

受物理学及其他学科(如社会学和心理学)建模的启发,我们从 Gibbs 自由能的变分原理推导了广义自旋 Ising 模型的平均场。广义自旋 Ising 模型具有 2k+12k+1 个自旋值,由 (kj)/k-(k-j)/k 生成,其中 j=0,1,2,2kj=0,1,2\ldots,2k,例如当 k=1k=1 时得到 1,0,1-1,0,1;其哈密顿量与标准 Ising 模型相同。广义自旋 Ising 模型表现出自发磁化,与标准 Ising 模型类似,但其位置因类别数 2k+12k+1 的不同而发生了平移。我们还展示了平均场的精度如何依赖于节点数和节点度,以及迟滞效应随类别数 2k+12k+1 的增加而减小并趋于饱和。Monte Carlo 模拟证实了理论结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.21638,
  title  = {Mean-field theory of the general-spin Ising model},
  author = {Lourens Waldorp and Tuan Pham and Han L. J. van der Maas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.21638},
  year   = {2025}
}