长程 Dicke-Ising 模型中魔鬼楼梯的熔化

我们呈现了反铁磁性长程 Ising 模型的量子相图，该模型在正方形和三角形晶格上与单个玻色模式的线性耦合。对于零耦合，基态磁化率形成作为纵向场函数的魔鬼楼梯结构的磁化准跑。除了具有强光-物质耦合下有限光子密度的 paramagnetic superradiant 相之外，长程相互作用导致一系列中间相，这些相同时破坏平移对称性并具有有限光子密度。我们应用了一种针对单元基准的均匀场计算方法的改进版本，该方法捕获所有可能的磁学单元细胞，直到所选范围。进一步，我们利用非 superradiant 相向有效 Dicke 模型的精确映射，以计算向 superradiant 相的相变的上界。最后，我们采用广义 wormhole 量子蒙特卡洛算法来定量处理量子涨落。我们讨论了这三种方法如何协同工作。在计算得到的相图中，我们看到一些由长程相互作用引起的特征：来自不同磁学有序正常相的魔鬼楼梯，以及超出最近邻相互作用所发现的非平凡磁学有序 superradiant 相。例如，正方形晶格上的三亚格磁有序 superradiant 相，以及三角形晶格上每单元细胞四个晶格位的 superradiant Wigner 晶体。我们发现磁学有序正常相与 superradiant 相之间的相变，其磁学有序性相同(不同)者为二级相变(Dicke 普适性)或一级相变。此外，在 superradiant 相之间我们发现一级相变，除非有特别标示的区间，我们发现二级行为的迹象。