Lipkin-Meshkov-Glick模型中的能级劈裂与宇称振荡研究

摘要

Lipkin-Meshkov-Glick(LMG)模型原本描述的是核物理系统,然而近年来,人们发现它广泛存在于凝聚态物理、量子信息、量子光学中,因此对其研究兴趣正在升温.本文采用精确对角化的方法以及量子微扰理论计算和分析了LMG模型在费米子数量为有限N时的能谱结构.在U(1)极限下给出它的能级精确解,发现其相互交错成渔网结构.而离开U(1)极限,系统的能级总是奇偶宇称成对地分组,形成束缚态,并且宇称会发生振荡,给出了宇称交叉点的临界塞曼场的位置.而达到Z2极限,系统能级则在零塞曼场附近形成劈裂,解析地计算了这些能隙与塞曼场之间关系,并发现对于奇数和偶数的N,各能态宇称的行为有所差别,具体而言,奇数N系统各态在零塞曼场处会发生宇称改变,而偶数N不会.