我国科学家在量子相变理论取得重要研究进展，中国科学院金属研究所张志东研究员求出二维横场伊辛模型的精确解。这是张志东研究员在求出铁磁性三维伊辛模型精确解、确定自旋玻璃三维伊辛模型计算复杂度下限之后取得的又一项重要研究成果。近期，相关研究结果以“Exact solution of two-dimensional (2D) Ising model with a transverse field: a low-dimensional quantum spin system”为题发表在Physica E（128 (2021) 114632）
相变存在于自然界的许多物质中，是物理学研究的重要课题。相变按照其物理性质的变化规律可以分为一级相变和二级相变。在相变点，能量对物理变量的一级导数不连续的相变为一级相变，能量对物理变量的二级导数不连续的相变为二级相变，也称为连续相变。二级相变的临界点处存在非常有趣的临界现象，有经典的二级相变和量子的二级相变。经典的二级相变是随着温度的变化而发生的连续相变，通常发生在磁性材料中的铁磁-顺磁相变、合金中的有序-无序相变、超导材料中的超导态-正常态相变、液氦中的超流-正常液体转变等。量子相变为发生在零温以及附近的相变，通过改变磁场、电场、压力、掺杂量、有序度等物理量使物理体系在零温以及附近出现相变。量子相变广泛存在于磁性材料、铁电材料、超导材料、金属-绝缘体转变体系、量子霍尔效应体系等体系中。深入理解量子相变也是凝聚态物理的重要研究方向。
伊辛模型是一个非常重要的理论模型，可以用来描述在多体相互作用自旋体系的物理性能和相变过程。通常可以用零磁场下二维伊辛模型和三维伊辛模型分别描述在二维材料和三维材料中的经典相变。三维伊辛模型精确解是物理学的百年难题。二维横场伊辛模型可以用来描述在二维体系的量子相变。这里横向磁场使伊辛模型中的自旋具有量子的特征。同时，横场起到经典相变过程中温度的作用。二维横场伊辛模型精确解是与三维伊辛模型精确解同等难度的问题。张志东研究员根据二维横场伊辛模型与三维伊辛模型之间的等价关系，确定了两个模型之间参数对应关系，再利用前期工作中求出的三维伊辛模型精确解直接推导出二维横场伊辛模型的精确解。
近年来，随着对石墨烯为代表的二维材料的研究，二维材料成为一个研究量子相变的平台。二维横场伊辛模型精确解可以应用于二维磁性材料、铁电材料、超导材料、金属-绝缘体转变体系、量子霍尔效应体系等中的量子相变，对深入理解量子相变具有极其重要的意义。三维伊辛模型可以被映射为许多物理模型，并且可以应用到物理、化学、生物、数学、计算机、经济、社会等学科领域。本项工作表明，前期工作中获得的三维伊辛模型精确解可以推广应用，用来解释许多相关体系的物理性质和相变过程。
论文连接
删除或更新信息，请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
量子相变理论取得重要研究进展
本站小编 Free考研考试/2021-12-19
相关话题/研究进展 量子 理论
领限时大额优惠券,享本站正版考研考试资料!
优惠券领取后72小时内有效，10万种最新考研考试考证类电子打印资料任你选。涵盖全国500余所院校考研专业课、200多种职业资格考试、1100多种经典教材，产品类型包含电子书、题库、全套资料以及视频，无论您是考研复习、考证刷题，还是考前冲刺等，不同类型的产品可满足您学习上的不同需求。 ...考试优惠券 本站小编 Free壹佰分学习网 2022-09-19烷烃催化脱氢反应过程理论计算模拟取得新进展
低碳烯烃是化工产业的支柱，是合成塑料、橡胶和纤维的基本原材料。烯烃产量是衡量一个国家化工产业能力重要指标之一，随着经济发展烯烃需求在持续增加，2020年我国烯烃消耗量占全球15%以上。由此可见，进一步提高烯烃生产效率有着重要经济价值和社会意义。另一方面，通过烷烃催化脱氢反应可以高效将低碳烷烃分子转化 ...金属研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-19非晶内生复合材料研究进展
非晶内生β-Ti复合材料因具有较大的临界形成尺寸、优异的力学性能和释能特性，具有广阔的应用前景。如何针对应用目标实现组织结构与力学性能的有效调控是其难点。 中国科学院金属研究所张龙副研究员、张海峰研究员等多年来在非晶内生β-Ti复合材料的形成理论、微观组织调控、力学行为等研究方面取得了重要进展。建 ...金属研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-19自旋玻璃三维伊辛模型的计算复杂度下限研究进展
我所张志东研究员在解决铁磁性三维伊辛模型精确解这个物理学难题后，又在计算机领域计算复杂性理论研究方面取得重要进展。在近期的研究工作中，张志东研究员确定了自旋玻璃三维伊辛模型的计算复杂度的下限，为一个绝对极小核模型的计算复杂度，它包含一个与其最近邻平面相互作用的自旋玻璃二维伊辛模型，是亚指数时间，超多 ...金属研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-19高效非贵金属乙炔加氢催化剂研究进展
乙炔选择性加氢反应是石油化工生产过程必不可少的步骤。工业上通过催化加氢的方式去除乙烯原料气中残留的少量乙炔（0.5%-2%），以避免接下来聚合反应的催化剂中毒失活。研究表明贵金属钯相较于其他金属在该反应中能够表现出较高的活性和选择性，并且通过引入第二金属组分、表面修饰等调控手段能够进一步提高其乙烯选 ...金属研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-19我所在《科学》上发表关于分子碰撞中量子干涉现象的评述文章
11月19日，我所杨学明院士和中国科技大学王兴安教授应邀在《科学》（Science）上发表题为“分子双狭缝实验”（Amoleculardouble-slitexperiment）的评述文章（Perspective），深入探讨并展望了分子碰撞中的立体动力学与量子干涉现象研究。 1801年，英国物理学 ...大连化学物理研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-19我所揭示熵效应调控的量子点延迟发光动力学机制
近日，我所光电材料动力学特区研究组（11T6组）吴凯丰研究员团队通过构建无机量点-多环芳烃杂化材料，将纳秒级的量子点激发态寿命延长至百微秒量级；通过物理模型推导，预测了熵效应定量调控该体系延迟发光寿命的动力学机制，并进行实验验证。 延迟荧光是分子体系中的概念，对实现高效率发光器件具有重要意义。吴凯 ...大连化学物理研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-19我所观测到n-型掺杂量子点中的长寿命热电子
近日，我所光电材料动力学创新特区研究组（11T6组）吴凯丰研究员团队在半导体量子点热电子驰豫动力学方面取得新进展，在电子掺杂（即n-型掺杂）量子点体系中观测到了热电子驰豫的“自旋阻塞”和“声子瓶颈”效应，将热电子寿命从常见的亚皮秒量级延长至300皮秒以上。 在大多数无机半导体材料中，热载流子会与晶 ...大连化学物理研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-19我所发现化学反应中新的量子干涉效应
近日，我所肖春雷研究员、孙志刚研究员、张东辉院士和杨学明院士团队在最简单化学反应氢原子加氢分子的同位素（H+HDH2+D）反应中，发现了化学反应中新的量子干涉效应，有助于更深入地理解化学反应过程，丰富对化学反应的认识。 在化学反应中，量子干涉现象是普遍存在的。但是，想要准确理解这些干涉产生的根源非 ...大连化学物理研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-19我所发表关于趋近绝对零度的量子共振的评述文章
5月8日，我所分子反应动力学国家重点实验室杨学明院士和南方科技大学杨天罡博士应邀在《科学》（Science）发表评述文章，讨论趋近绝对零度的原子与分子碰撞过程中量子散射共振研究的进展。 众所周知，原子与分子的碰撞传能以及化学反应过程是受量子力学的规则控制的。理解量子效应在原子与分子碰撞中的作用是理 ...大连化学物理研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-19我所发表二维材料MXene基金属离子电池研究进展综述
近日，我所二维材料与能源器件研究组（DNL21T3）吴忠帅研究员团队应邀发表了题为“二维材料MXene基高性能金属离子电池的研究进展和前景”（RecentAdvancesandPromiseofMXenebasedNanostructuresforHigh-PerformanceMetalIonBa ...大连化学物理研究所 本站小编 Free考研考试 2021-12-19
