腔-伊辛模型中的单侧临界性与相变

源自腔光-物质耦合的超辐射相变已在多种平台上得到广泛探索。在此，我们报告了具有 $\mathbb{Z}_2$ 对称性的腔耦合横场伊辛模型相图中的单侧临界端点（UCEP）和三临界点（TCP）。在零温下，我们证明该模型包含三个相，由两条二级相变线和一条一级相变线分隔。这些线相交于一个 TCP 和一个 UCEP，后者未被现有的相变范式所涵盖。UCEP 表现出单侧临界性：从一侧趋近该点时，系统表现为二级相变，而从另一侧趋近时则为一级相变。相应地，两个序参量在同一点分别经历一级和二级相变。我们利用自由能密度 $f = c_{1}(\tilde{\alpha}^{2}+c_{2})+(\tilde{\alpha}^{2}+c_{2})^{2}\ln{\vert\tilde{\alpha}^{2}+c_{2}\vert}$ 构建了 UCEP 的最小描述，其中 UCEP 位于 $(c_{1},c_{2})=(1/e,0)$，$\tilde{\alpha}$ 为序参量。我们进一步绘制了有限温度相图并进行了对称性分析。通过将一级和二级相变特征统一于一个与方向相关的单一端点中，UCEP 引入了一类性质全新的相变，并可能在量子测量和量子传感等领域得到应用。这项工作也为探索有耗散或无耗散的腔耦合多体系统中的新颖临界现象提供了一个引人入胜的平台。