Comportamento crítico e informação quântica em cadeias quânticas de spins descritas por férmions ou paraférmions livres
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-06042023-093924/ |
Resumo: | Duas novas famílias de cadeias quânticas de spins com p interações multispins foram recentemente introduzidas em (1). Uma possui simetria Z(N) e descreve férmions (N = 2) e paraférmions (N > 2) livres na rede. A outra família é uma extensão do modelo XY com N interações multispins, possuindo simetria U(1) e sendo exatamente solúvel por transformação de Jordan-Wigner para todo N. Ambas são não hermitianas para N > 2 e, sob condições abertas de contorno, compartilham quasi-energias que são obtidas a partir das raízes de um determinado polinômio característico. No presente trabalho, apresentamos um estudo geral das propriedades de invariância conforme e informação quântica em um caso particular dessa nova família de modelos XY, que contém interações de três spins (p = 2). Apesar desse modelo ser não hermitiano, entropias de emaranhamento (como as de von Neumann e Rényi) são estudadas explorando a invariância de translação e usando a técnica da matriz de correlação. O estudo das propriedades espectrais do modelo revelou que o mesmo possui duas fases críticas distintas (com cargas centrais c = 1 e c = 2, respectivamente) que dependem de um dado parâmetro de anisotropia. Com relação à entropia de emaranhamento, nossos resultados seguem a conjectura de Cardy-Calabrese para sistemas finitos (2), obedecendo uma correção logarítmica que é proporcional a carga central do modelo. Além disso, observamos que cada ponto de Fermi da cadeia contribuí exatamente com 1/2 para o valor da carga central. Ademais, oscilações foram observadas nas entropias de Rényi para índices n = 2, 3, 4 e 6 e os expoentes que governam o decaimento dessas oscilações seguem a conjectura de Xavier e Alcaraz (3), dados por pn = 2x∈/n, com x∈ denotando a dimensão do operador energia do modelo. |
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Comportamento crítico e informação quântica em cadeias quânticas de spins descritas por férmions ou paraférmions livresCritical behavior and quantum information in quantum spin chains described by free fermions or parafermionsCadeias quânticas de spinsConformal invarianceEntanglement entropyEntropias de emaranhamentoInvariância conformeNão hermiticidadeNonhermiticityQuantum spin chainsDuas novas famílias de cadeias quânticas de spins com p interações multispins foram recentemente introduzidas em (1). Uma possui simetria Z(N) e descreve férmions (N = 2) e paraférmions (N > 2) livres na rede. A outra família é uma extensão do modelo XY com N interações multispins, possuindo simetria U(1) e sendo exatamente solúvel por transformação de Jordan-Wigner para todo N. Ambas são não hermitianas para N > 2 e, sob condições abertas de contorno, compartilham quasi-energias que são obtidas a partir das raízes de um determinado polinômio característico. No presente trabalho, apresentamos um estudo geral das propriedades de invariância conforme e informação quântica em um caso particular dessa nova família de modelos XY, que contém interações de três spins (p = 2). Apesar desse modelo ser não hermitiano, entropias de emaranhamento (como as de von Neumann e Rényi) são estudadas explorando a invariância de translação e usando a técnica da matriz de correlação. O estudo das propriedades espectrais do modelo revelou que o mesmo possui duas fases críticas distintas (com cargas centrais c = 1 e c = 2, respectivamente) que dependem de um dado parâmetro de anisotropia. Com relação à entropia de emaranhamento, nossos resultados seguem a conjectura de Cardy-Calabrese para sistemas finitos (2), obedecendo uma correção logarítmica que é proporcional a carga central do modelo. Além disso, observamos que cada ponto de Fermi da cadeia contribuí exatamente com 1/2 para o valor da carga central. Ademais, oscilações foram observadas nas entropias de Rényi para índices n = 2, 3, 4 e 6 e os expoentes que governam o decaimento dessas oscilações seguem a conjectura de Xavier e Alcaraz (3), dados por pn = 2x∈/n, com x∈ denotando a dimensão do operador energia do modelo.Two new families of quantum spin chains with p multispin interactions were recently introduced in (1). One has Z(N) symmetry and describes free fermions (N = 2) and parafermions (N > 2) in the lattice. The other family is an extension of XY model with N multispin interactions, with U(1) symmetry and being solved by Jordan-Wigner transformation. Both families are non-Hermitian for N > 2 and with open boundary conditions, they share quasi-energies that are obtained from the roots of a given characteristic polynomial. In the present work, we show a general study of the conformal invariance properties and quantum information in a particular case of this new family of XY models that has three spins interactions (p = 2). Although this model is non-Hermitian, the entanglement entropy (as von Neumann and Rényi entropy) are studied by exploring the translation invariance and using the correlation matrix technique. The study of spectral properties of the model revealed that it has two distinct critical phases (with central charge c = 1 and c = 2, respectively) that depend on a given anisotropy parameter. With respect to entanglement entropy, our results follow the Cardy-Calabreses conjecture for finite systems (2), obeying a logarithmic correction that is proportional to the central charge of the model. Furthermore, we observe that each Fermi point in the quantum chain contributes exactly 1/2 to the value of the central charge. In addition, oscillations were observed in the Rényi entropies for indices n = 2, 3, 4 and 6. The exponents governing the decay of these oscillations follow the conjecture of Xavier and Alcaraz (3), given by pn = 2x∈/n with x∈ being the anomalous dimension of the energy operator of the model.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAlcaraz, Francisco CastilhoRamos, Lucas de Morais2023-03-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76134/tde-06042023-093924/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-08-22T21:50:02Zoai:teses.usp.br:tde-06042023-093924Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-08-22T21:50:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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