《強關聯量子系統中的量子相位》是依託清華大學，由戚揚擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：強關聯量子系統中的量子相位
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：戚揚
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來強關聯繫統是凝聚態物理理論研究的一個熱點領域。拓撲相、Berry相等量子相位對於理解強關聯繫統具有重要的意義。本項目將研究量子自旋系統中與Berry相以及由它導致的拓撲相位有關的問題；並研究包含非平凡拓撲相位的量子場論模型；以及通過借鑑拓撲絕緣體相關領域的工作研究量子多體系統中的量子相位的問題。這些研究工作將主要採用量子場論中的相關方法以及近年來出現的tensor network、DMRG等數值計算方法。本項目中的研究工作將加深我們對於高溫超導、量子自旋系統等強關聯量子多體系統的認識。
結題摘要
本項目針對強關聯量子多體系統中的量子相位導致的新穎的量子物理現象進行了一系列研究，研究主要集中在三個方面：首先，我們研究了量子自旋液體中的新型拓撲序。我們第一次在嚴格可解模型中構造了具有衍生費米激發的三維量子自旋液體模型和具有double-smion拓撲序的二維量子自旋液體模型。我們還提出了一種通過測量基態波函式的晶體對稱性表示來探測量子自旋液體中晶體對稱群分數化的方法。這種方法將在對量子自旋液體的數值研究中有廣泛的套用。其次，我們研究了量子自旋液體中的新型量子相變。對於數值模擬中發現的一個正方晶格上從反鐵磁有序態到量子自旋液體態的相變，我們提出了一個新的非傳統相變理論，並預言這樣得到的自旋液體態將破缺晶格的旋轉對稱性。再次，我們研究了高溫超導體系中的非平凡量子相位。我們利用密度矩陣重整化群這一數值方法研究單空穴摻雜的莫特絕緣體，得到了一個周期性的電荷密度分布漲落，並用相位弦效應中電荷越遷的非平凡拓撲相位之間的干涉效應解釋了這個現象。近年來在欠摻雜的不同高溫超導材料中普遍發現了電荷密度漲落的現象。我們這裡發現的電荷密度漲落與非平凡的拓撲相位之間的聯繫對於我們理解高溫超導的物理機制有著開創性的意義。另外，我們還利用變分蒙特卡洛的方法研究了具有相位弦效應的基態波函式，並直接證明了電荷密度漲落和拓撲相位干涉之間的關係。在本項目支持下，我們取得了一系列的創新性成果，在國外高水平期刊發表文章兩篇，已投稿三篇，還有一項工作已完成將在2015年投稿發表。
