具有对称质量生成的格子费米子模型相图

我们研究包含两种无质量错位费米子（staggered fermions）的模型相结构，这两种费米子通过两个独立的四费米子耦合 $U_I$ 和 $U_B$ 进行相互作用，形式化为三维欧几里得时空格子。当 $U_B = 0$ 时，该模型已知在无质量费米子（MF）相与通过常被称为对称质量生成（SMG, symmetric mass generation）的机制获得质量的相之间存在直接二阶量子相变。我们证明，引入一个小的非零 $U_B$ 值会定性地改变这一结构：该独特的转变在 $U_B = 0$ 处的单个转变会分裂为两个具有相对于性质的转变，中间存在一种费米子质量通过标准机制——自发对称性破坏（SSB, spontaneous symmetry breaking）获得的中间相。前者是Gross-Neveu 转变，将MF相与SSB诱导的质量相隔开，而后者是三维XY 转变，位于SSB相与SMG相之间。通过费米子袋蒙特卡罗方法，我们验证了两种转变的临界指数与文献中一致，从而对所得相结构进行了量化表征。