非平衡相变的临界标度理论及普适性

综述了作者近年来在非平衡相变临界（ Ｎ Ｐ Ｃ） 标度理论及普适性研究的进展。主要包括一般 Ｎ Ｐ Ｃ 系统规格化模型,局域序参量的概率分布,广义势的临界渐近形式,空时有关函数及其临界奇异行为。论证了 Ｎ Ｐ Ｃ 系统的临界可标度性,导出了一组普适的 Ｎ Ｐ Ｃ 标度关系,由之计算出的４ 种 Ｎ Ｐ Ｃ 普适类的临界指数与目前已知的实验及理论结果吻合得非常好。此外,还讨论了非平衡相变临界标度理论的普适性,将平衡相变临界标度理论作为一种特殊极限情况含于同一理论体系中。     

自对耦无序分布随机链Potts模型的临界普适性研究

以蒙特卡罗模拟方法对自对耦分布二维随机链q态Potts模型的短时临界行为进行了数值研究.利用初始非平衡演化阶段存在的普适幂指数和有限体积标度行为，数值模拟了在不同形式随机分布时q＝3和q＝8态Potts模型磁临界指数η和动力学临界指数z.计算结果发现η不依赖于自对偶无序分布的具体形式， 从而以数值方法给出了一个关于淬火掺杂自旋系统的临界普适行为的验证. 关键词： 随机链Potts模型 动力学蒙特卡罗模拟 临界普适性     

威耳逊的临界点相变的重正化群理论

临界现象的研究进展缓慢,６０年代实验方面的发展使人们相继建立了几个标度理论及普适性理论,并提出了标度变换概念,威耳逊一直从事量子场论的研究,对相变理论也很关注,对迹些唯象理论不满,他把量子场论中的重正化群概念应用到相变理论中,并运用标度律和普适性概念,建立了临界点的重点重正化群理论,提供了研究临界点现象的系统方法。     

伊辛模型的四分支临界面及其临界行为

本文通过等标度同普适类变换理论,使严格的重正化群递推方程得以直接应用。对伊辛模型的计算产生了四个不动点、四支临界面。对应于铁磁及反铁磁相变,其结果与已知的严格解及最好近似解一致。对于超反铁磁相变,本文提出临界曲面方程为—ch(h)=sh(2K_x)sh(2K_y)。 关键词：     

Thom系统标度性的证明

本文应用突变论(catastrophe theory)证得了Thom系统自由能函数族的普适的临界渐近形式,并从它推导了临界指数公式,标度律和标度假设。 关键词：     

Erdös Rényi随机网络上爆炸渗流模型相变性质的数值模拟研究

基于改进的Newman和Ziff算法以及有限尺寸标度理论, 通过对表征渗流相变特征物理量的序参量、平均集团尺寸、二阶矩、标准偏差及尺寸不均匀性的数值模拟, 分析研究了Erdös Rényi随机网络上Achlioptas爆炸渗流模型的相变性质.研究表明: 尽管序参量表现出了不连续相变的特征, 但序参量以及其他特征物理量仍具有连续相变的幂律标度行为.因此严格地说, Erdös Rényi随机网络中的爆炸渗流相变是一种奇异相变, 它既不是标准的不连续相变, 又与常规随机渗流表现出的连续相变处于不同的普适类. 关键词： Erdös Rényi随机网络 爆炸渗流模型 相变 幂律标度行为     

Erd¨os R′enyi随机网络上爆炸渗流模型相变性质的数值模拟研究

基于改进的Newman和Ziff算法以及有限尺寸标度理论,通过对表征渗流相变特征物理量的序参量、平均集团尺寸、二阶矩、标准偏差及尺寸不均匀性的数值模拟,分析研究了Erd¨os R′enyi随机网络上Achlioptas爆炸渗流模型的相变性质.研究表明:尽管序参量表现出了不连续相变的特征,但序参量以及其他特征物理量仍具有连续相变的幂律标度行为.因此严格地说, Erd¨os R′enyi随机网络中的爆炸渗流相变是一种奇异相变,它既不是标准的不连续相变,又与常规随机渗流表现出的连续相变处于不同的普适类.     

二维伊辛模型的畴壁动力学

表面可以改变纳米磁性薄膜的结构和相变温度,畴壁动力学由此成为研究的重点.本文采用动力学蒙特卡罗模拟方法,对二维Ising模型磁畴界面的非平衡动力学展开数值研究.系统初态设为半正半负,即由完全有序但自旋取向完全相反的两部分组成,其间的磁畴壁随时间生长.通过对磁化标度形式的分析,发现畴壁内外的动力学标度形式虽然相同,但临界...     

含有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的自旋1键交替海森伯模型的量子相变和拓扑序标度

利用张量网络表示的无限矩阵乘积态算法研究了含有Dzyaloshinskii-Moriya (DM)相互作用的键交替海森伯模型的量子相变和临界标度行为.基于矩阵乘积态的基态波函数计算了系统的量子纠缠熵及非局域拓扑序.数据表明,随着键交替强度变化,系统从拓扑有序的Haldane相转变为局域有序的二聚化相.同时DM相互作用抑制了系统的二聚化,并最终打破系统的完全二聚化.另外,通过对相变点附近二聚化序的一阶导数和长程弦序的数值拟合,分别得到了此模型相变的特征临界指数a和b的值.结果表明,随着DM相互作用强度的增强, a逐渐减小,同时b逐渐增大. DM相互作用强度影响着此模型的临界行为.针对此模型的临界性质的研究,揭示了量子自旋相互作用的彼此竞争机制,对今后研究含有DM相互作用的自旋多体系统中拓扑量子相变临界行为提供一定的借鉴与参考.     

斯格明子相关的螺旋磁有序体系的临界行为

介绍了与斯格明子相关的螺旋磁有序体系的临界行为.首先阐述了连续相变中的临界现象、临界指数、标度律、普适性等概念;随后介绍了磁相变体系中几种临界指数的获得方法,包括直流磁性迭代法、磁熵变法;进而,分析了几类与斯格明子相关的螺旋磁有序体系的临界行为.MnSi是典型的斯格明子材料,临界指数显示其磁性行为符合三重临界行为.MnSi的临界行为揭示:外磁场可以抑制这一体系在零场下的一级相变,使其转变为二级相变,从而在螺旋磁有序、锥形磁有序、顺磁相的三相交汇点形成三重临界点.斯格明子体系FeGe和Cu_2OSeO_3的临界行为符合三维海森伯相互作用,表明它们的磁性行为主要是由近邻的各向同性的自旋耦合作用所决定;而Fe_(1-x)Co_xSi和新发现的斯格明子体系Fe_(1.5-x)Co_xRh_(0.5)MoN的临界行为显示Co掺杂可以有效地调制其中的磁性耦合.对螺旋磁有序体系的临界行为研究表明,尽管这些体系都表现出类似的斯格明子态,但是它们的磁性耦合机制却大不相同,并且其耦合机制可以受到外界手段的调制.最后,根据普适性原理和标度方程,阐述了一种构建磁场诱导相变体系在临界温度附近H-T相图的方法.     

超冷原子实验验证量子相变的时空对称性

<正>当一个物理系统在发生连续相变的时候,微观尺度的细节不再扮演重要角色,一个宏观尺度的普适理论原则上可以描述相变的物理现象,无论此相变发生在什么具体的物理体系中,例如液氦超流体~([1]),液晶~([2]),生物细胞膜~([3]),超冷原子~([4,5]),甚至于整个宇宙早期的宏观结构~([6])。普适性理论对于描述平衡态物理已经取得相当大的成功。然而当系统快速通过相变过程的时候,其演化过程     

简介一本有趣的新书──《相变和临界现象》

于渌和郝柏林同志编写的《相变和临界现象》一书由科学出版社出版发行了.这是一本介于科普读物与科学专著之间,以漫谈方式叙述的物理参考书.通俗但有相当的深度,主要特点是:第一内容相当丰富,全书共包括十章;有“物含妙理总堪寻”、从物质的三态变化谈起、千奇百怪的相变现象、平均场理论、简单而艰难的统计模型、概念的飞跃——标度律与普适性,一条新路——“重正化群”、空间维数的意义,特殊的“双二维”空间,以及非平衡相变——自然界中的有序和混沌.第二、讲述语言生动,可以说是图文并茂,书中配合文章有插图一百十余幅以及美丽的彩色照…     

楔形薄膜逾渗系统的临界特性

报道一种楔形金属薄膜逾渗系统的制备方法和测量结果,这种新型逾渗系统具有独特的非线性I-V特性和临界规律,从实验中发现:在这一各向异性系统中,普适标度关系仍然成立,分析表明:这些特性是由于该系统中随空间坐标而变化的跳跃电导效应而引起的. 关键词：     

二维完全阻挫XY模型的动力学指数

采用大规模动力学蒙特卡罗模拟方法,对二维完全阻挫XY模型的Kosterlitz-Thouless(KT)型相变展开数值研究.系统从有序初始态出发演化到高于KT相变的温度,以普适的动力学标度形式为基础,通过测量磁化和Binder累积量,得出动力学关联时间和平衡态空间关联长度,确定出更精确的动力学指数z.特别是建议并证实了一种在KT相变温度以上(T>TKT),独立判断动力学指数z的方法.模拟结果表明,动力学指数z≈2,这与在相变温度以下(T     

相变和临界现象(Ⅰ)

相变是普遍存在于自然界中的一类突变现象.是量变转化为质变这一辩证规津的典型表现之一.不算人类关于物质三态变化的早期观察,仅从1869年安德鲁斯发现临界乳光、1873年范德瓦尔斯提出非理想气体状态方程以来,对相变的实验和理论研究已经有一百多年的历史,积累了大量知识,形成统计物理的重要篇章.就在这个古老的研究领域中,最近十多年有了实质性的进展. 长期以来,人们用“平均场”理论描述相变现象.它定性上大体正确,定量上却和日益精密的测量不符,形成比较突出的矛盾.在总结实验事实的基础上提出了“标度律”和“普适性”的概念,找到了相变…     

超冷费米气体的膨胀动力学研究新进展

多体系统的非平衡动力学演化是当前物理学中最具挑战性的问题之一.超冷量子费米原子气体具有较强的可控性,是研究多体非平衡动力学的理想系统,可以用来模拟和理解大爆炸后的早期宇宙、重离子碰撞中产生的夸克-胶子以及核物理等动力学.一般多体系统演化是非常复杂的,往往需要利用对称性来研究.利用Feshbach共振可以制备标度不变的费米原子气体:无相互作用和幺正费米量子气体.当远离平衡态时,可利用普适的指数和函数来刻画,其动力学可以通过对系统的时空演化进行标度变换来识别.本文主要介绍近年来强相互作用超冷费米气体的膨胀动力学研究进展,包括原子气体的各向异性展开、标度动力学和Efimovian膨胀动力学.     

二层Ising模型的短时临界动力学性质

采用动力学Monte Carlo 方法研究了二层Ising模型的临界性质及早期动力学标度行为.结果表明层间耦合不为零时也存在临界点;计算了早期动力学临界指数θ;估计了传统的临界指数1/νz.其结果支持临界线存在的猜想,并表明此模型很可能是一种弱普适模型. 关键词：     

高温超导体霍尔电阻和霍尔角在涡旋玻璃相变附近的普适标度律及统一霍尔电阻方程

发现了一个钉扎效应影响霍尔电阻ρ_xy和霍尔角θ_H的普适标度律. 同时,根据纵向电阻ρ_xx的扩展幂律形式和对霍尔电导σ_xy的微观分析,给出了一个对有一次或多次霍尔反号的高温超导体都适用的霍尔电阻方程. 关键词： 高温超导体 涡旋玻璃相变 普适标度律 霍尔电阻方程     

基于无限纠缠投影对态(iPEPS)算法的二维XYX模型的量子相变

运用无限纠缠投影对态(iPEPS)表示的张量网络(TN)算法,任意选取初态对二维无限正方格子XYX量子模型进行数值模拟演化,从而得到两个不同的具有简并对称破缺的基态波函数。在二维XYX量子模型中,既可以运用普适序参量的性质,又可以运用约化密度矩阵保真度的分叉行为,来确定这个系统由自发对称性破缺引起的量子相变的临界点及量子相变的类型。即基于iPEPS算法,从普适序参量和约化密度矩阵保真度的角度,来刻画二维XYX量子多体系统的相变,其为典型的Ising普适类的二级相变。因而,运用iPEPS算法通过普适序参量和约化密度矩阵保真度,可以确定一个量子系统经历的量子相变,这为研究热力学极限下的强关联电子量子系统的量子相变和量子临界现象提供了一种更有效的强大的工具。     

掺杂的标度性

所谓掺杂的标度性指的是：分子晶体，如ＮＨ４ＮＯ３晶体在其相变过程中，其所掺杂的离子如Ｎａ＋，Ｋ＋，Ａｇ＋，Ｐｂ２＋或Ｆ－，Ｃｌ－，Ｂｒ－等，会对相变有影响。影响的强度表现在掺杂离子间的间距ｄ对其质量的根号Ｍ的标度，即ｄ／Ｍ这个参数上。这意味着对不同的...