ハルデイン磁性体を対象としたS=1反強磁性ハイゼンベルグ模型の数値的研究

霍尔丹磁体S=1反铁磁海森堡模型的数值研究

基本信息

批准号：
06740289
负责人：
山本昌司
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

全般に、S=1反強磁性量子スピン鎖の物性を、量子モンテカルロ法を用いて研究した。当初の研究計画を達成するに留まらず、新たな方向性を開拓する事にも成功したものと考えている。まず、現実のハルデイン磁性体を説明する理論的モデルとして、異方性、外場等まで含めたS=1反強磁性ハイゼンベルグ鎖を設定し、これの量子モンテカルロプログラムを作成した。これを用いて、エネルギーギャップ、鎖端磁化、帯磁率などへの異方性の効果、また外場に対する磁化曲線などの計算を行った。これらの研究成果は、従来の実験結果をよく説明するばかりではなく、今後の実験的研究に対する示唆的な役割も十分に果たした。実際既に我々の研究成果は、東京大学物性研究所、理化学研究所、九州大学工学部等の実験研究グループによって比較検討され、論文においても参照されている。一方、虚時間相関数を低温で計算することにより、エネルギーの分散関係を精度良く導出することに成功した。この方法は従来のアイデアを基礎としてはいるものの、その応用において斬新なものであり、今後の量子多体系の素励起の研究に一石を投ずるものである。得られた結果は、中性子散乱の実験結果をよく説明する。さらに上記の研究とは別に、結合交替量子スピン鎖の研究に着手した。これは、結合交替まで含めた量子スピン鎖は、スピン量子数の整数、半奇整数を問わず、ある一定の条件のもとで臨界性を示す(ギャップレスとなる)という、場の理論による提言に刺激を受けてのものであり、ハルデイン問題を、量子スピン系の横断的、普遍的問題として問直したいという動機による。既にS=1スピン鎖において、臨界現象を視覚化することに成功し、その臨界性がセントラルチャージ1の共形場理論で記述されることを明らかにした。

通常，使用量子蒙特卡洛方法研究了S = 1抗铁磁量子自旋链的物理特性。我们认为，不仅实现了原始研究计划，而且还成功地探索了新的方向。首先，作为解释真实Haldein磁体的理论模型，我们设置了S = 1抗磁性海森堡链，包括各向异性和外部田地，并为此创建了一个量子蒙特卡洛程序。使用此情况，计算了各向异性对能隙，链端磁化，磁化率等以及外部场的磁化曲线的影响。这些研究结果不仅可以很好地解释以前实验的结果，而且在未来的实验研究中充分发挥了启发性作用。实际上，我们的研究结果已经被实验研究小组进行了比较和检查，例如物理财产研究所，瑞肯研究所和九州大学工程学院，并且在论文中也提到了。另一方面，通过在低温下计算假想的时间阶段函数，我们成功地准确得出了能量的分散关系。尽管该方法基于常规思想，但它是一种新颖的应用，它是对量子多体系统基本激发的未来研究的绝佳工具。获得的结果很好地解释了中子散射的实验结果。此外，除上述研究外，我们已经开始研究键合交替的量子旋转链。这是受到现场理论的建议的启发，即量子自旋链（包括键替代链）在某些条件下表现出至关重要（变得无间隙），而不管它们是旋转量子数字的整数还是半odd整数的整数，并且动机是质疑haldein问题是跨型和通用量子旋转系统的问题。它已经成功地可视化s = 1自旋链中的临界现象，并且已经揭示了其临界性在中央电荷的保形场理论中描述了1。