大きな残留エントロピーを持つ量子スピン系の異常な熱力学【JST・京大機械翻訳】

Richter J.; Schulenburg J.; Dmitriev D. V.; Krivnov V. Ya.; Schnack J.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202210568022130 整理番号：21P0048505

大きな残留エントロピーを持つ量子スピン系の異常な熱力学【JST・京大機械翻訳】

Anomalous thermodynamics of a quantum spin system with large residual entropy

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発行年： 2020年09月12日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2021年01月18日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

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強くフラストレートされた古典的系とは対照的に,それらの量子対応物は非縮退基底状態を持つ。反用例は,強磁性ジグザグ結合J_1と競合する反強磁性基底結合J_2を有する,精巧なHeisenberg鋸歯スピン鎖である。量子相転移点|J_2/J_1|=1/2において,このモデルは,大きな残留エントロピーをもたらす,大きな縮退基底状態多様体をもたらす平坦な1マグノン励起バンドを示した。したがって,スピン-ハーフモデルに対して,残留エントロピーは,その最大値のlim_T|S(T)/N=ln_2の1半分に正確に残留する。本論文では,遷移(フラットバンド)点の周りのパラメータ領域におけるスピン量子数および磁場Hの役割を詳細に研究した。N=20格子サイトまでの完全厳密対角化およびN=36サイトまでの有限温度Lanczos法を用いて,比熱,エントロピーおよび磁化率の温度依存性と同様に状態密度を計算した。N=36までの鎖長の研究は注意深い有限サイズ解析を可能にした。フラットバンド点において,スピンs=1/2,すなわち,数値データは熱力学的限界に実質的に対応する,非常に小さな有限サイズ効果を見出した。他のすべての場合,有限サイズ効果は,まだ小さく,非常に低い温度で見える。フラットバンド点の周りのサイズ可能なパラメータ領域において,前者の大規模縮退基底状態多様体は,特定の熱における付加的低温最大のようなその近傍と同様に,遷移点で異常な熱力学的特性をもたらす低位置励起の大きなマニホールドとして振舞う。さらに,磁気熱量効果を含む低温熱力学に及ぼす磁場の非常に強い影響があった。【JST・京大機械翻訳】

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磁性理論

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