В четверг 30 ноября в 14:00 во ВНИИА им Н.Л.Духова, Ауд. № 813, к. 3 состоится семинар Лаборатории №176 (физики микро- и наноструктур) на тему "Критическая динамика квантового фазового перехода", с докладом выступит М. Г. Васин (Институт физики высоких давлений им. Л.Ф.Верещагина РАН).
Аннотация: Известно, что квантовые фазовые переходы по своей природе являются динамическими [1]. Однако до недавнего времени была подробно описана лишь недиссипативная квантовая динамика, применение которой в случае сложной многочастичной системы ограничено временем когерентности. С другой стороны, критические явления характеризуются возникновением длинноволновых флуктуаций, характерные временные масштабы которых значительно превышают времена когерентности. По этой причине, в случае исследования квантовых фазовых переходов становится актуальным вопрос о том, каким образом диссипация влияет на критическое поведение вблизи квантовой критической точки. На существенность такого влияние указывает, например, экспериментально наблюдаемое плавное изменение критических индексов к среднеполевым значениям при приближении к T=0 [1-5].
Теоретическое описание квантово-классического кроссовера (classical-to-quantum crossover) основано на пионерской работе Герца [6], в которой было показано, что в квантовых системах при T=0 статика и динамика неразрывно связаны. При этом, в отличие от фазовых переходов при T>0, значение динамического показателя z влияет на критическое поведение статической системы.
Попытки формального теоретического описания квантово-классического кроссовера обычно предпринимаются в статической интерпретации. Решение ищется в виде решения типичной задачи конечного размера [7-9], согласно которому, квантово-классический кроссовер представляет собой пересечение размерности d→d+1 некоторой эквивалентной классической критической системы конечного размера.
Альтернативный, динамический подход, основанный на технике Келдыша-Швингера, был предложен в работах [10,11]. Этот метод позволяет описать переход от диссипативной критической динамики, при T>0, к адиабатической квантовой динамике, при T=0. В результате удается в аналитическом виде выразить изменение критических показателей при приближении температуры к нулю. В представленном докладе рассматриваются основные положения предложенного подхода. Показано, что при переходе от высокотемпературного режима, в котором преобладают тепловые флуктуации, к квантовому режиму, в котором остаются только квантовые флуктуации, система приобретает эффективную размерность d+zΛ(T), где Λ(T) увеличивается от 0 до 1/2 при приближении температуры к нулю.
Кроме того, будут рассмотрены примеры применения предложенного теоретического подхода к описанию переходов Березинского-Костерлица-Таулеса вблизи T=0 [12], и к исследованию критического поведения спин-бозонной модели.
1. Стишов С. М., УФН, 174:8 853–860 (2004)
2. Erkelens W. A. et al. Europhys. Lett. 1, 37–44 (1986)
3. Steijger J. J. M. et al. J. Magn. and Magn. Mat. 31–34, 1091–1092 (1983)
4. Stishov S. M. et al. Phys. Rev. B 91, 144416 (2015)
5. Carneiro F. B et al. Phys. Rev. B 101, 195135 (2020)
6. Hertz J., Phys. Rev. B 14, 1165 (1976)
7. Millis A.J., Phys. Rev. B 48, 7183 (1993)
8. Mercaldo M.T et al., Phys. Rev. B 75, 014105 (2007)
9. De Cesare L. et al., Eur. Phys. J. B 73, 327–339 (2010)
10. Vasin M.G., Ryzhov V.N.,Vinokur V.M., Scientific Reports, 5, 18600 (2015)
11. Vasin M.G., Vinokur V.M., Physica A, 575, 126035 (2021)
12. Vasin M.G., Eur. Phys. J. Plus 137, 1049 (2022)