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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2020-03-05 10:32
在量子多體系統(tǒng)的研究中,基于配分函數(shù)建立量子到經(jīng)典的對(duì)應(yīng),有時(shí)能夠簡(jiǎn)化對(duì)復(fù)雜量子問題的理解,但因?yàn)榻馕鎏幚砹孔幼饔昧康睦щy,這一方法往往受到很大限制。最近,中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心研究員楊義峰指導(dǎo)博士研究生胡丹青、董建軍,與物理所研究員王磊、中國(guó)工程物理研究院材料研究所研究員黃理合作,結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)方法處理量子作用量,為建立量子到經(jīng)典對(duì)應(yīng)提供了新的思路。
莫特相變是強(qiáng)關(guān)聯(lián)物理中最重要的基礎(chǔ)概念之一,但理論上還缺乏充分理解。人們相信莫特相變與經(jīng)典氣液相變類似,但一直沒有能建立起詳細(xì)的理論對(duì)應(yīng)。楊義峰等人在動(dòng)力學(xué)平均場(chǎng)理論(DMFT)的框架下,基于雜化展開的連續(xù)時(shí)間量子蒙特卡洛(CT-HYB)方法,結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)將量子雜質(zhì)模型的有效作用量映射到一個(gè)經(jīng)典的雙原子分子系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)分子間的相互作用隨間距呈簡(jiǎn)單的指數(shù)形式。在此映射下,量子模型的莫特轉(zhuǎn)變對(duì)應(yīng)于經(jīng)典分子氣體的氣液轉(zhuǎn)變,并受到相互作用力程的控制。
以上初步結(jié)果為理解莫特轉(zhuǎn)變提供了新的視角,擴(kuò)展了傳統(tǒng)的量子-經(jīng)典對(duì)應(yīng)方法的應(yīng)用范圍。相關(guān)文章發(fā)表于Phys. Rev. B 101, 075111 (2020),被選為編輯推薦。該工作得到了基金委(11974397、11874329)和科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2017YFA0303103)的支持。

圖1:半滿單帶Hubbard模型的典型相圖,莫特轉(zhuǎn)變?yōu)橐患?jí)相變,陰影為回滯區(qū)。

圖2:有效雜質(zhì)模型的CT-HYB量子位形到經(jīng)典分子氣體位形的映射。

圖3:利用假設(shè)的經(jīng)典分子氣體能量函數(shù)擬合量子位形權(quán)重,得到分子間相互作用隨兩者距離的函數(shù)形式。

圖4:經(jīng)典參數(shù)空間(V0 、\(\xi\))中的莫特轉(zhuǎn)變過程,受相互作用力程\(\xi\)控制,V0 只在莫特相變時(shí)出現(xiàn)躍變,或類似于氣液轉(zhuǎn)變中的體積。

來源:中科院