使用基本代数方法在系统的完整希尔伯特空间中提供了有限温度下的可集成旋转链的确切描述。我们对自旋链模型进行了填充,这些模型接受了自由费的描述,包括范式示例,例如一维横向尺寸量子量子和XY模型。确切的分区函数是得出的,并将其与无处不在的近似值进行了比较,在这种近似中,仅考虑了能量谱的正差异部门。在低温下的临界点附近发现了由于这种近似而产生的误差。我们进一步提供了在热平衡处的一类可观察力的全部计数统计数据,并详细介绍了横向字形量子质量链中的扭结数和横向磁化的方法分布。
这些笔记是为想要开始研究量子伊辛链的学生准备的,也可作为研究人员进入该领域的实用指南。遗憾的是,我们没有充分考虑到首次引入或推导概念和技术的大量文献,更不用说介绍物理应用的众多论文了。我们提前为没有适当引用其作品的作者道歉。但是,大多数主题都包括详细的推导,这应该可以使这些笔记具有相当的独立性。我们的介绍水平大致适合研究生,但硕士生也应该能够跟上大多数的发展,只要他们掌握必要的先决条件:处理玻色子和费米子的二次量子化 [1],以及自旋-1/2 量子力学的基本知识 [63]。
摘要 本文总结了在以 s 通道中的介质粒子交换为特征的理论模型背景下寻找费米子暗物质候选者的工作。所考虑的数据样本包括大型强子对撞机在其第 2 次运行期间以√ s = 13 TeV 的质心能量进行的 pp 碰撞,由 ATLAS 探测器记录,对应能量高达 140 fb − 1。结果的解释基于简化模型,其中新的介质粒子可以是自旋为 0,与费米子进行标量或伪标量耦合,也可以是自旋为 1,与费米子进行矢量或轴矢量耦合。排除限是从各种搜索中获得的,这些搜索的特点是最终状态以共振方式产生标准模型粒子,或产生与大量缺失横向动量相关的标准模型粒子。
狄拉克材料中完美锥形色散的偏差(例如质量或倾斜的存在)增强了电子传输的控制和方向性。为了识别这些特征,我们分析了掺杂大质量倾斜狄拉克系统中光学反射率的热导数光谱。确定态密度和化学势是使用热卷积计算有限温度下光学电导率张量的初步步骤。温度变化引起的反射变化可以清楚地识别光学响应中的临界频率。通过测量热导数光谱中的这些光谱特征,可以确定能隙和能带结构倾斜。对各种低能狄拉克汉密尔顿量的光谱进行了比较。我们的研究结果表明,热差光谱有望成为一种探测二维狄拉克费米子带间跃迁的有价值技术
近年来,外尔半金属(WSM)在固态研究中引起了广泛关注。它们的独特性质是由电子能带结构中导带和价带的单个接触点决定的,该结构具有线性电子色散。[1,2] 在这种所谓的外尔锥中,电子表现为无质量的准相对论费米子,并由狄拉克方程的相应解外尔方程描述。[3] 这些外尔节点总是以相反手性的成对出现,在动量空间中分开并由拓扑保护的表面态(费米弧)连接。 [4,5] 这种特殊的电子结构产生了许多材料特性,例如高电子迁移率、[6,7] 低温超导性、[8–10] 巨大的磁阻、[11,12] 强烈的异常霍尔效应、[7,11,13] 以及 Adler–Bell–Jackiw 异常。[14–17]
摘要 本文总结了在以 s 通道中的介质粒子交换为特征的理论模型背景下寻找费米子暗物质候选者的工作。所考虑的数据样本包括大型强子对撞机在其第 2 次运行期间以√ s = 13 TeV 的质心能量进行的 pp 碰撞,由 ATLAS 探测器记录,对应能量高达 140 fb − 1。结果的解释基于简化模型,其中新的介质粒子可以是自旋为 0,与费米子进行标量或伪标量耦合,也可以是自旋为 1,与费米子进行矢量或轴矢量耦合。排除限是从各种搜索中获得的,这些搜索的特点是最终状态以共振方式产生标准模型粒子,或产生与大量缺失横向动量相关的标准模型粒子。
经典和量子相变中出现的临界现象因其实验相关性和理论意义而备受关注[2,3]。许多临界现象被认为可以用共形场论(CFT)来描述,这些场论具有强相互作用,对二维(即 1 + 1D)以上更高时空维度的研究提出了挑战。最近,一种称为模糊(非交换)球面正则化 [1] 的方法被发明来研究由圆柱几何上的 3D CFT 控制的 3D(即 2 + 1D)临界现象,表示为 S 2 × R 。与传统的格点正则化相比,模糊球面正则化在三维 CFT 的研究中具有许多优势,这主要归功于它在 S 2 × R 中利用了径向量化[ 4 , 5 ]以及精确保存了球面 SO ( 3 ) 对称性[ 6 , 7 ],这一点最近已被令人信服地证明[ 1 , 8 – 11 ]。首先,模糊球面可以直接获取有关临界状态下出现的共形对称性的信息[ 1 , 10 ]。其次,它可以直接提取 CFT 的各种数据,包括共形主算子的众多缩放维度[ 1 , 10 ]、算子积展开系数[ 8 ]和四点相关器[ 9 ]。例如,可以直接从系统的激发能量计算缩放维度,并且可以使用共形扰动进一步提高其精度[12]。第三,模糊球方案适用于各种三维CFT,包括Ising[1]、O(N)Wilson-Fisher、SO(5)非禁闭相变[10]、临界规范理论[10]和缺陷CFT[11]。最后,当哈密顿量经过合理微调时,模糊球正则化表现出令人难以置信的小有限尺寸效应。模糊球正则化的这些优势为探索高效率、高精度和全面的三维CFT提供了激动人心的机会。模糊球正则化考虑了一个微观量子哈密顿量,在连续球面空间中对具有多种口味的费米子进行建模,并将费米子投影到最低球面朗道能级 [ 1 , 6 , 13 ] 。与规则晶格模型相比,模糊球模型在紫外极限下严格保持了连续旋转对称性。得益于通过微调实现的极小的有限尺寸效应,精确对角化 (ED) 和密度矩阵重正则化群 (DMRG) 方法等数值算法在研究 3D Ising CFT 和 SO ( 5 ) 解禁相变的模糊球模型时非常有效。然而,这两种算法的计算成本最终会随着系统尺寸呈指数增长。更重要的是,对于涉及大量费米子口味的情况,ED 和 DMRG 的计算成本很快就会超过实际的资源和时间限制。在这些情况下,使用随时间多项式缩放的方法(例如量子蒙特卡罗 (QMC))来研究模糊球面上的模型将会很有帮助。本文旨在利用 3D Ising CFT 作为示例,展示 QMC 方法在研究模糊球面上的 3D CFT 中的应用。在参考文献 [ 13 , 14 ] 中可以找到有关模糊环面模型的类似讨论。与参考文献 [ 1 ] 中介绍的模糊球面 Ising 模型相比,我们在费米子中引入了一个额外的味道指数,这会导致 QMC 模拟没有符号问题。作为基准,我们提供了数值
多年来,量子比特已成为量子计算事实上的基础,其宿主平台多种多样:超导电路 [ 2 , 3 ] ::::: [2,3]、捕获离子 [ 4 , 5 ] 和量子点 [ 6 ] 等等。最近的研究使用基于量子比特的量子计算机来模拟费米子系统 [ 7 – 9 ]。然而,从量子比特到局部费米子模(LFM)的映射效率低下,因为它会给计算带来额外的开销 [ 10 , 11 ]。例如,从 n 个量子比特到费米子的映射需要通过 Jordan-Wigner 变换进行 O ( n ) 次额外运算 [ 12 ],通过 Bravyi-Kitaev 变换进行 O (log n ) 次额外运算 [ 1 ]。避免量子比特到 LFM 映射中的开销的另一种方法是使用已经使用局部费米子模式运行的量子计算机 [ 1 ]。此外,局部费米子模式的优势不仅限于费米子系统的模拟 :::::::: 费米子 :::::::: 系统
物理学。课程内容:1. 简介:[2 小时] 1.1 非相互作用电子气。2. Born-Oppenhemier 近似:[3 小时] 2.1 基本哈密顿量,2.2 绝热近似,2.3 简化电子问题。3. 二次量子化:[5 小时] 3.1 玻色子,3.2 费米子,3.3 费米子算符。4. Hartree-Fock 近似:[4 小时] 4.1 非相互作用极限,4.2 Hartree-Fock 近似,4.3 图表。5. 相互作用电子气:[4 小时] 5.1 均匀电子气,5.2 Hartree-Fock 激发谱,5.3 金属的结合能。 6. 金属中的局部磁矩:[4 小时] 6.1 局部矩:现象学,6.2 平均场解。 7. 局部矩的猝灭:[8 小时] 7.1 近藤问题,7.2 近藤汉密尔顿量,7.3 为什么 J 为负? 7.4 散射和电阻率最小值,7.5 电子-杂质散射振幅,7.6 近藤温度。