量子自旋系統中的新奇相變與臨界現象

《量子自旋系統中的新奇相變與臨界現象》是依託中山大學，由姚道新擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：量子自旋系統中的新奇相變與臨界現象
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：姚道新
• 依託單位：中山大學

中文摘要

對量子自旋系統的研究，特別是新奇相變和臨界現象的研究是目前非常活躍的國際前沿。本項目將瞄準其中的重要前沿問題，系統地研究量子無序、幾何形狀、長程相互作用、維度等導致的新奇物質態和相變規律，永朵臭發展新的計算方法，解釋和預測相關實驗。具體的研究內容為：探究無序自旋系統中的玻色玻璃態及調控辦法，分析其標度規律；探索棋盤狀量子自旋系統的量子相變和一般規律，給出高精度的相變點和臨界指數；嚴格模擬具有長程相互作用的一維量子自旋系統，發現長程相互作用和多自旋相互作用對恥樂頁炒量子相變的影響；找到一維量子自旋系統轉變為三維量子自旋系統的相變規律，研究其低溫漸近行為，解釋和預測有關實驗。本項目將懂榜拔為探索量子相變和臨界現象的一般規律提供重要依據,並為量子多體系統、磁性材料、關聯電子體系、計算物理等的研究提供重要參考。申請人在量子自旋系統和量子相變領域有長期的積累，在量子蒙特卡洛、精確對角化、自旋波、場論等方堡兆面有豐富的經驗。

結題摘要

近年來量子自旋系統受到蘭碑判人們越來越多的關注，是理論物理和計算物理的重要前沿。一維量子自旋系統中的強無序效應、二維量子自旋系統中的幾何效應、自旋玻璃態、量子相變的普適類等都是富有挑戰性的重要物理問題。本項目瞄準量子自旋系統中的重大前沿問題，在一維量子無序自旋系統的研究中，發現了非結晶的價鍵固體態，其自旋-自旋關聯、Dimer-Dimer關聯函式遵從冪率加指數修正的形式；在二維量子自旋系統中的無序效應研究中，發現一種新型的不可壓縮的玻璃態（莫特玻璃態），其均勻磁化率遵從拉伸的指阿夜淋殃數規律，其關聯長度臨界指數違反了經典統計中的Harris定理；我們使用量子蒙特卡洛方法研究了量子自旋系統的幾何效應，特別是相互作用在不同的幾何排布下所誘導的量子相變的普適類，包括移位式二聚體模式（Staggered dimer pattern）和棋盤模式，發現其相變普適類是O(3)類；我們還發展了多自旋相互作用的強無序重整化群方法，將其與量子蒙特卡洛方法進行了精確比較。這些工作在一維和二維量子盛愉府無序自旋系統的研究中具有非常重要的學術價值，回答了長期爭議的學術問題，探索了新的計算方法，為研究新奇相變與臨界現象做出了貢獻。本項目在執行期間共發表SCI論文22篇，其中Physical Review Letters 1篇，Physical Review B 8篇（2篇Rapid Communications）, Physical Review A 1篇，Scientific Reports 2篇，EPL 1篇，Physics Letters A 2篇，Frontiers of Physics 封面論文1篇。