基于自旋1/2的plaquette链研究量子相变中的简并基态和自发对称破缺

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近年来,涌现对称性已经逐渐成为了量子多体中一个热点问题。但是它的重要性在量子相变中还没有被深入地研究。有可能简并基态中涌现对称性与朗道自发对称破缺理论是相互关联的。为了能够更深入地讨论这个问题,在这篇文章中,我们系统地研究了一个自旋为1/2的 plaquette链的简并基态与对称性自发破缺。通过将当前准一维的 plaquette系统投影为一个一维的自旋链,我们可以基于矩阵乘积态表示系统的波函数,并应用无限虚时间演化算法来研究自旋为1/2的准一维的 Heisenberg-Ising dimer-plaquette模型。首先,利用得到的基态波函数与固定地任意参考态之间的单位格点保真度,我们探测出了整个系统中的九个相的相边界以及每个相中的简并基态。然后,利用基态波函数的局域磁化强度和两点自旋关联性质,我们导出了每个相的基态波函数的数学表达式。在进一步研究了基态波函数的对称性时,我们发现,自旋为1/2的plaquette模型的九个相的基态存在丰富的涌现对称性,比如,在singlet-dimerized中,存在一个超出哈密顿量对称群的SU(2)全局旋转对称性。最后,我们提出,九个相中具有两重简并基态的七个相都可以通过结合涌现对称性的自发对称破缺理论来解释。
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