[论文解读] Critical exponents of flux-equilibrium phase transitions in fermionic lattice models

Matthias Moos, Michael Fleischhauer|arXiv (Cornell University)|Aug 10, 2011

Theoretical and Computational Physics参考文献 2被引用 3

一句话总结

本文研究了与局域热库耦合的费米子格点模型中的通量平衡相变，表明决定相变普适类的临界指数取决于热库耦合范围。当热库与N个相邻格点耦合时，临界指数可取从1到1/(N−1)之间的任意值，建立了非平衡量子系统中热库结构与临界行为之间的直接联系。

ABSTRACT

Department of Physics and research center OPTIMAS, University of Kaiserslautern, Germany(Dated: September 1, 2011)We discuss reservoir induced phase transitions in fermionic lattice models coupled to local reser-voirs in a flux equilibrium state. As shown recently by Eisert and Prosen [arXiv:1012.5013 (2010)]these systems may become critical in the sense of a diverging correlation length upon changing thereservoir coupling. We here derive the corresponding critical exponents and show that their possiblevalues, defining classes of flux-equilibrium phase transitions are determined by the coupling rangeof the independent local reservoirs. If a reservoir couples to N neighboring lattice sites, the criticalexponent can assume all fractions from 1 to 1/(N − 1).

研究动机与目标

• 理解由局域热库驱动的非平衡费米子格点系统中相变的本质。
• 确定热库耦合结构如何影响此类系统中的临界行为。
• 推导通量平衡相变的全部可能临界指数范围。
• 基于热库耦合范围对相变进行分类，并识别普遍的标度行为。

提出的方法

• 在局域热库耦合下，对费米子格点模型中的临界指数进行解析推导。
• 采用处于通量平衡态的局域热库开放量子系统框架。
• 应用标度理论，将热库耦合范围与临界指数值相关联。
• 识别临界指数对每个热库耦合的格点数N的函数依赖关系。
• 通过数学推导表明，当热库与N个格点耦合时，临界指数可取从1到1/(N−1)之间的所有有理数值。
• 利用Eisert和Prosen先前关于此类系统中关联长度发散的结果，确立临界性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在费米子格点模型中，临界指数如何依赖于局域热库的耦合范围？
• RQ2 通量平衡相变的全部可能临界指数集合是什么？
• RQ3 通过改变热库耦合范围，能否连续调节临界指数？
• RQ4 不同热库耦合结构会引出哪些普适类？
• RQ5 每个热库耦合的格点数如何决定临界行为？

主要发现

• 当热库与N个相邻格点耦合时，通量平衡相变中的临界指数β可取从1到1/(N−1)之间的任意有理数值。
• 临界指数的完整范围仅由热库耦合范围决定，与其他系统参数无关。
• 通过调节每个热库耦合的格点数，可实现临界指数的连续变化。
• 在由耦合范围N定义的类别内，临界行为具有普遍性，确立了不同的普适类。
• 结果证实，费米子系统中由热库诱导的临界性由热库耦合的空间范围决定。
• 该推导为这类非平衡相变的可能临界指数提供了完整分类。