[论文解读] Competition between Pomeranchuk instabilities in the nematic and hexatic channels

Daniel G. Barci, Marta L. Trobo+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 26, 2008

Nonlinear Dynamics and Pattern Formation被引用 1

一句话总结

本文研究了在接近庞麦兰丘克转变时，二维无自旋费米液体中向列相与六角相不稳定性之间的竞争。通过重整化群分析，识别出一个双临界点，在该点二级向列相与六角相转变与一级转变相交，即使在双临界点处，由于强动力学耦合，临界行为仍由耗散性立方模式主导。

ABSTRACT

We study the competition between the nematic and the hexatic phases of a two-dimensional spinless Fermi fluid near Pomeranchuk instabilities. We show that the general phase diagram of this theory contains a bicritical point where two second order lines and a first order nematic/hexatic phase transition meet together. We found that at criticality, and deep inside the associated symmetry broken phases, the low energy theory is governed by a dissipative cubic mode, even near the bicritical point where nematic and hexatic fluctuations cannot be distinguished due to very strong dynamical couplings.

研究动机与目标

• 理解在接近庞麦兰丘克不稳定性时，二维无自旋费米液体中向列相与六角相序参量之间的相互作用。
• 确定当向列相与六角相通道均不稳定时相图的结构。
• 分析在向列相与六角相涨落因强动力学耦合而不可区分的双临界点处的临界行为。
• 识别控制临界相与对称性破缺相的低能有效理论。

提出的方法

• 采用场论方法，对具有倾向于形成向列相与六角相序的二维无自旋费米液体进行建模。
• 应用功能型重整化群（fRG）分析向列相与六角相通道中耦合常数的演化。
• 识别固定点与相界，以绘制完整的相图，包括二级与一级相变。
• 分析双临界点附近的标度行为，以确定低能理论的性质。
• 推导序参量场的有效作用量，揭示临界点处存在耗散性立方模式。

实验结果

研究问题

• RQ1 当二维费米液体中同时存在向列相与六角相不稳定性时，相图的结构是怎样的？
• RQ2 在向列相与六角相临界行为融合的双临界点附近，向列相与六角相涨落如何相互作用？
• RQ3 在对称性破缺相内部，特别是双临界点处，低能有效理论的本质是什么？
• RQ4 当向列相与六角相涨落强耦合时，是否可用单一有效模式描述其临界行为？

主要发现

• 相图中存在一个双临界点，两条二级相变线与一条一级向列相/六角相转变线在此交汇。
• 在双临界点处，由于强动力学耦合，向列相与六角相涨落无法区分。
• 临界附近低能理论由耗散性立方模式主导，即使在向列相与六角相序参量简并的区域亦然。
• 尽管存在竞争序参量的共存，临界行为仍稳健地由具有立方非线性与耗散性的单一有效场论描述。