《量子磁性體系中量子相變的理論研究》是依託復旦大學，由陳焱擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：量子磁性體系中量子相變的理論研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳焱
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
量子相變是在絕對零度下通過改變體系控制參數由量子漲落誘發的相變，該現象在凝聚態系統中廣泛出現。其本身作為新的視角，提供了研究關聯凝聚態中懸而未決的重要難題的途徑。量子磁性體系是研究關聯體系新奇量子現象的重要領域, 同時具有廣泛的新型材料的套用前景。研究量子磁性體系中量子相變機制，發展能夠實現量子調控的基礎理論與當前實驗前沿緊密相關。如在幾何組錯系統、具有拓撲物性的低維體系、非平衡效應對於量子相變的影響、量子信息與量子相變的交叉領域等相關量子磁性體系中量子相變的理論研究成為當前凝聚態理論前沿研究的重要方向。本課題的研究將集中在以下四個方面：結合多種解析與數值手段研究具有幾何組錯反鐵磁體中的新奇量子態及量子相變；低維量子磁性體系中拓樸量子態的拓撲不變數描述及其量子相變研究；研究經典及量子噪音對於量子相變的影響，探索測量量子相變的新型方案；探討從量子糾纏、糾纏譜等量子信息的角度深入理解量子相變。
結題摘要
量子相變是在絕對零度下通過改變體系控制參數由量子漲落誘發的相變，該現象在凝聚態系統中廣泛出現。其本身作為新的視角，提供了研究關聯凝聚態中懸而未決的重要難題的途徑。量子磁性體系是研究關聯體系新奇量子現象的重要領域, 同時具有廣泛的新型材料的套用前景。研究量子磁性體系中量子相變機制，發展能夠實現量子調控的基礎理論與當前實驗前沿緊密相關。本項目的研究集中在以下四個方向並取得進展: （1）在量子阻錯磁性體系中的新奇量子態及其相變的研究方面，我們提出了在量子橫場自旋梯子體系中產生、調控以及測量Majorana 費米子的理論方案；發展了新型的數值方法用來確定量子拓撲體系的簡併態；首次在各向異性的量子組錯磁性體系實現手征量子自旋液體狀態；預言手征/非手征性的兩種自旋液體態，之間為連續相變。 （2）在拓撲物態量子特性的理論研究方面，我們研究了Sb2Se3在壓力下發生從平庸的能帶絕緣體到拓撲絕緣體的拓撲量子相變的機制；理論預言分數Chern 絕緣體可能在二維有機金屬材料中實現;建議在具體的哈密頓體系中存在分數量子自旋霍爾態並證明在該體系中可能會出現電荷密度波的條紋相以及Tao-Thouless態；預言具有CT聯合對稱性的二維Weyl類型半金屬等。 （3）在超冷原子光晶格體系中的新奇量子態的理論研究方面，理論預言在組錯晶格的相互作用玻色體系中存在密度波序與價鍵晶體序共存的新奇量子相；具有強自旋軌道耦合的極化費米超流體系中，我們理論得到陳數為2 的新型拓撲LO 態，在有限摻雜情形得到5種具有拓撲屬性的超流態；理論預言拓撲超流體中磁性或非磁雜質在強散射極限下，能隙內出現普適性束縛態。 （4）在發展量子多體計算的新方法方面，我們將張量網路態中的多層糾纏重整化(MERA)方法和場論中處理費米子問題的Grassmann 代數相結合，發展出了一種普適而嚴格的處理二維關聯電子模型的新型GMERA方法。
