費(fèi)米子-玻色子耦合格點(diǎn)體系的量子蒙特卡洛模擬
本文關(guān)鍵詞：費(fèi)米子-玻色子耦合格點(diǎn)體系的量子蒙特卡洛模擬 出處：《中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所)》2017年博士論文 論文類(lèi)型：學(xué)位論文
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【摘要】：費(fèi)米子-玻色子耦合格點(diǎn)模型是一類(lèi)描寫(xiě)玻色量子漲落與費(fèi)米子耦合的格點(diǎn)模型,它可以直接刻畫(huà)強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系中序參量的量子漲落,對(duì)于研究量子相變與量子臨界區(qū)內(nèi)臨界行為,熱力學(xué)性質(zhì),可能出現(xiàn)哪些新的相等等具有重要意義。在本論文中,我們主要討論費(fèi)米子耦合格點(diǎn)模型的量子蒙特卡洛研究,包括狄拉克費(fèi)米子與伊辛向列序漲落的耦合誘導(dǎo)的拓?fù)淞孔酉嘧?巡游鐵磁量子臨界點(diǎn)上的非費(fèi)米液體行為以及在改進(jìn)量子蒙特卡洛方法方面的嘗試。首先我們通過(guò)大尺度量子蒙特卡洛模擬研究了狄拉克半金屬中相互作用驅(qū)動(dòng)的拓?fù)湎嘧�。狄拉克費(fèi)米子之間的相互作用通過(guò)與伊辛場(chǎng)的耦合產(chǎn)生,具有鐵磁相互作用的伊辛場(chǎng)的量子漲落由橫場(chǎng)調(diào)控.我們具體研究了不同橫場(chǎng)和不同耦合強(qiáng)度下的相圖。在弱的或者中等強(qiáng)度耦合情況下,我們觀測(cè)到了二階的伊辛相變,以及具有不同拓?fù)涞牡依税虢饘匍g的一級(jí)拓?fù)湎嘧?有趣的是,在拓?fù)湎嘧儼l(fā)生處,費(fèi)米面上有節(jié)線(xiàn)產(chǎn)生,同時(shí)觀測(cè)到具有SO(4)對(duì)稱(chēng)性的玻色漲落.在強(qiáng)耦合區(qū)域,這兩個(gè)相邊界會(huì)合并成一個(gè)一級(jí)相變的相邊界.其次,我們還研究了巡游體系鐵磁量子臨界點(diǎn)上的非費(fèi)米液體行為.我們構(gòu)造了一個(gè)費(fèi)米子與伊辛鐵磁臨界漲落耦合的二維格點(diǎn)模型,并利用無(wú)符號(hào)問(wèn)題的量子蒙特卡洛計(jì)算進(jìn)行研究.該模型實(shí)現(xiàn)了連續(xù)量子相變.與其它類(lèi)似的巡游體系量子臨界點(diǎn)相比,我們的鐵磁量子臨界點(diǎn)附近在很低的溫度下都沒(méi)有超導(dǎo)出現(xiàn),使得該系統(tǒng)成為研究巡游體系量子臨界行為的理想平臺(tái).重要的是,我們?cè)谠撹F磁量子臨界點(diǎn)附近觀測(cè)到了清晰的非費(fèi)米液體行為.與此同時(shí),該臨界點(diǎn)的行為與Hertz-Millis-Moriya預(yù)測(cè)的有些類(lèi)似,但是,更為仔細(xì)的標(biāo)度分析表明,該臨界點(diǎn)可能屬于一個(gè)新的普適類(lèi),與(2+1)維伊辛相變和Hertz-Millis-Moriya都不同.最后,我們提出了一個(gè)新的量子蒙特卡洛方法,即自學(xué)習(xí)量子蒙特卡洛方法,用于解決量子蒙特卡洛計(jì)算中的(臨界)慢化問(wèn)題.我們?cè)谛辛惺搅孔用商乜宓目蚣芟掠懻摿司唧w實(shí)現(xiàn),并計(jì)算了玻色場(chǎng)與費(fèi)米面耦合的問(wèn)題.由于該方法超高的加速,我們?cè)谂R界點(diǎn)上可以計(jì)算100×100的格子,并能夠獲得精確的臨界指數(shù).
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O469
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，本文編號(hào)：1319612
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