非零温度下量子自旋链中关联的蒙特卡洛研究

利用量子蒙特卡洛方法对具有不同自旋值（$S=1/2,1,3/2,2,5/2$）的反铁磁海森堡自旋链进行了数值研究。有效自旋 $S$ 链通过铁磁耦合 $n=2S$ 条 $S=1/2$ 反铁磁自旋链来实现。计算了均匀磁化率、交错磁化率和静态结构因子峰值强度随温度的变化，直至极低温度 $T/J \approx 0.01$。每个温度下的关联长度由瞬时自旋-自旋关联函数的数值测量推导得出。在高温下，与经典自旋链的精确结果取得了非常好的吻合，且与 $S$ 值无关。对于具有能隙 $\Delta$ 的 $S=2$ 链，在温度范围 $\Delta < T < J$ 内，关联长度和均匀磁化率可由 Damle 和 Sachdev 提出的半经典理论很好地预测。