Lee-Yang 零点的观测
量子物理
2015-01-08 v1 统计力学
摘要
Lee-Yang 零点是复磁场平面上的点，在该点自旋系统的配分函数为零，从而导致自由能发散。Lee-Yang 零点及其推广形式在多体系统中普遍存在，它们完全刻画了自由能的解析性质，进而决定了系统的热力学性质。确定 Lee-Yang 零点不仅对于热力学和统计物理的概念完备性具有根本重要性，而且在技术研究多体系统方面也具有实用价值。然而，由于 Lee-Yang 零点仅出现在非物理的复磁场值处这一内在困难，此前从未在实验中观测到 Lee-Yang 零点。在此，我们报告了首次对 Lee-Yang 零点的观测，方法是测量耦合到 Ising 型自旋浴的探针自旋的量子相干性。正如最近所提出的，探针自旋的量子演化引入了一个复相位因子，从而有效地在浴上实现了一个虚磁场。根据测量到的 Lee-Yang 零点，我们重构了自旋浴的自由能并确定了其相变温度。该实验证明了量子相干性探针是研究复平面热力学的一种有用方法，这可能揭示出一系列若将物理参数限制为实数则无法触及的新现象。
引用
@article{arxiv.1403.5383,
title = {Observation of Lee-Yang zeros},
author = {Xinhua Peng and Hui Zhou and Bo-Bo Wei and Jiangyu Cui and Jiangfeng Du and Ren-Bao Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.5383},
year = {2015}
}