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Universal Order Parameters and Quantum Phase Transitions: A Finite-Size Approach

机译:通用阶数参数和量子相变:有限尺寸方法

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摘要

We propose a method to construct universal order parameters for quantum phase transitions in many-body lattice systems. The method exploits the H-orthogonality of a few near-degenerate lowest states of the Hamiltonian describing a given finite-size system, which makes it possible to perform finite-size scaling and take full advantage of currently available numerical algorithms. An explicit connection is established between the fidelity per site between two H-orthogonal states and the energy gap between the ground state and low-lying excited states in the finite-size system. The physical information encoded in this gap arising from finite-size fluctuations clarifies the origin of the universal order parameter. We demonstrate the procedure for the one-dimensional quantum formulation of the q-state Potts model, for q = 2, 3, 4 and 5, as prototypical examples, using finite-size data obtained from the density matrix renormalization group algorithm.
机译:我们提出了一种构造多体晶格系统中量子相变的通用阶跃参数的方法。该方法利用了描述给定有限尺寸系统的哈密顿量的几近简并的最低状态的H正交性,这使得可以执行有限尺寸缩放并充分利用当前可用的数值算法。在有限尺寸系统中,两个H正交态之间的每个位点的保真度与基态和低激发态之间的能隙之间建立了明确的联系。由于有限大小的波动而在此间隙中编码的物理信息使通用顺序参数的来源变得清晰。我们使用从密度矩阵重归一化组算法获得的有限尺寸数据,以q = 2、3、4和5为例,说明了q状态Potts模型的一维量子公式化过程。

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