基于蠕虫算法模拟的反铁磁三态Potts模型的相变研究

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相变和临界现象是统计物理的重要研究分支,临界现象是相变点处物理系统呈现的奇异行为。Potts模型在相变研究领域中地位非常重要,各类相变都能在Potts模型中产生,对它的研究能更好的理解相变的本质。蒙特卡洛模拟是研究临界现象的一类数值模拟方法,本文的工作便采用了蒙特卡洛模拟中高效的蠕虫算法来研究反铁磁三态Potts模型,探究当涡旋激发改变时该模型的相变情况。  首先,我们简要介绍了连续相变的基本概念,标度理论,以及一些基本的统计物理模型。  然后,我们对蒙特卡洛模拟方法的主要思想作了一番介绍,介绍几个常用的模拟方法,Metropolis算法,集团算法,蠕虫算法,对这几个算法的设计思路做了一番说明。  最后,我们研究二维正方晶格上的反铁磁Potts模型,我们将蠕虫算法应用到这个模型上,模拟了涡旋激发受压制和促进两种情况下的系统,并绘制系统的相图。我们发现,无论是促进还是压制反铁磁Potts模型上涡旋结构的激发,系统都可以出现两个不同临界指数的BKT相变。当我们促进涡旋激发时,系统还会发生一个从涡旋晶格相到无序相的伊辛相变;而且低温下系统处于准长程序相与涡旋晶格相的叠加态中。
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