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非平行边界场下具有正交对称以及辛对称的可积量子自旋链的求解

批准号:
12075177
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
李广良
依托单位:
学科分类:
物理中的数学与计算方法
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李广良

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
具有正交对称以及辛对称的可积量子自旋链模型(即Bn、Dn和Cn模型)在凝聚态物理中有着重要的应用。为了更好地研究模型的边界磁场问题、掺杂效应,需要获得模型在非平行反射边界场下的严格解。由于这些模型的代数结构复杂,一直是严格解工作中的难点。非对角Bethe ansatz 方法是目前最具普适性的一种获得严格解的数学工具,但其核心组成部分-算子恒等式构成的封闭关系对于Bn、Dn和Cn模型来说现今依然未知,而非平行反射边界场的存在又给模型T-Q关系的构造增加了难度。因此,求解这些模型是一项具有挑战性且有意义的工作。目前,我们已经开展了这方面的一些工作,在国际上处于该领域中的领先地位。我们将通过在非平行反射边界场下对具有正交对称以及辛对称的可积量子自旋链模型的严格求解,完善和发展求解可解模型的理论框架,并完成高秩模型在非平行反射边界场下的求解和热力学计算,为在不同领域更广泛的应用打下良好的基础。
英文摘要
Exact solutions can provide a good visual angle in studying the low dimensional quantum many body systems, especially for those with strongly correlated interactions. Of all methods in dealing with exact solutions, Off-diagonal Bethe ansatz (ODBA) is the most powerful tool at present. The ODBA requires that its operator identities is close. How to find the closed operator identities is a tough work, especially for those systems with complex symmetry. Furthermore, when the system is in an unparallel boundary fields, the T-Q relations will become more complicated. The spin chains with orthogonal and symplectic symmetry (corresponding to the Bn,Dn and Cn vertex models) are important spin chain models in condensed matter physics, whose closed operator identities still remains unknown. It is a challenge to solve such models with the help of ODBA. We have carried out some work on the exact solutions for the spin chains with orthogonal and symplectic symmetry under unparallel boundary fields. It shows that closed operator identities are very different from those of the known SU(n) spin chain. Additionally, the T-Q relations can not be constructed yet when the boundary matrix are more generic. Here we will use ODBA to solve the Bn,Dn and Cn models with unparallel boundary fields and calculate their thermodynamic quantities for their possible applications.
随着现代材料科学和微加工技术的迅速发展,低维量子多体系统已经成为当前量子物理研究的前沿领域之一。对于量子多体系统,在一定的条件下这些模型变得可积和可解,即为可解的量子多体系统。其严格解不仅可以帮助人们理解多体系统中诸多的物理现象,还可为某些重要的物理概念提供基准,其已成为研究低维量子多体系统的一个非常好的出发点。带有反射边界条件的系统,可用于描述系统的边界磁场问题、掺杂效应。当反射矩阵为非对角时,系统的U(1)对称性遭受破坏传统的BA方法无法运用,为此一种全新的解析BA方法(非对角BA)方法被提出,并成功地求解了一系列重要顶角模型,但多限于六顶角型的顶角模型,对于代数结构复杂Bn、Dn和Cn模型来说是否依然适用,需要进一步探讨。该项目对开边界Cn顶角模型、D2(1)、D2(2) 顶角模型、C2(1) 和D3(1)顶角模型、A3(2) 和D3(2)顶角模型、G2顶角模型进行了严格求解,取得如下进展:(a) 完成了在开边界条件下所有低秩经典李代数、仿射李代数和扭曲李代数对应的可积顶角模型的严格求解。(b) 将非对角Bethe ansatz方法推广到到例外李代数对应的可积顶角模型的严格求解。(c) 完善了非对角Bethe ansatz方法,包括给出系统转移矩阵交叉幺正性的一般证明过程,减小了封闭关系数目,简化了运算工作量;通过分解方法解决了一些顶角模型由于产生投影算子的参数点退化导致封闭关系不够的难题。我们这些结果可以应用到输运性质、相变现象、随机边界问题,黑洞理论等研究中。
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