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耗散分裂一维中的莫特转变

Single-worldline theory for a dissipative Mott transition

Oscar Bouverot-Dupuis, Alberto Rosso, Laura Foini

arXiv 2607.00086首次发表:更新:

发表机构

Université Paris Saclay; CNRS; LPTMS; IPhT; CEA(巴黎萨克雷大学; 法国国家科学研究中心; 理论物理实验室; 物理研究所; 法国原子能和替代能源委员会)

机构由 AI 辅助整理,请以论文原文为准。

AI 中文总结

通过玻色化和精确积分,研究局域密度耦合耗散浴对一维莫特转变的影响,发现耗散导致中间耗散相,将转变分裂为BKT和C-IC两个临界现象,并推导有效场论。

AI 中文摘要

理解耗散如何修改量子相变是多体物理中的一个核心挑战。一个典型的例子是一维莫特转变,它在孤立系统中将导电的Luttinger液体(LL)与莫特绝缘体(MI)分开。在这里,我们研究了在局域耦合到密度的耗散浴存在下该转变的命运。使用玻色化和对浴自由度的精确积分,我们表明对于浴指数$s<3/2$,耗散从根本上重塑了相图,其中$s$表征低能浴谱。系统不是经历直接的LL-MI转变,而是发展出一个中间耗散相(DP),该相是可压缩且无间隙的,但超流刚度为零。因此,传统的莫特转变分裂为两个不同的临界现象:从LL到DP的Berezinskii-Kosterlitz-Thouless转变,随后是从DP到MI的新的公度-非公度转变。我们为后一个转变推导了有效场论并表征其普适性。对于$1<s<3/2$,临界指数随浴指数连续变化为$\beta=\nu=1/z=s-1$,而对于$s<1$,转变由$\beta=\nu=1/z=0$控制,且掺杂消失得比任何幂律都快。最先进的蒙特卡洛模拟定量支持我们的预测。这些结果表明,耗散可以定性改变莫特转变的性质,并在强关联一维系统中产生新的临界行为。

英文摘要

In one dimension at zero temperature, local baths with spectral exponent $s$ can stabilize a compressible, non-superfluid dissipative phase between the Mott insulator and Luttinger liquid. The dissipative-to-Mott transition is accessible neither to perturbative renormalization-group methods nor to the free-fermion description of the conventional Mott transition. Here, we show it is governed by the worldline of a single doped excitation, whose geometrical roughness determines the critical exponents. Without dissipation, this worldline undergoes Brownian motion, recovering $β=ν=1/z=1/2$. Dissipation turns it into a long-range interacting interface, yielding continuously varying exponents $β=ν=1/z=s-1$ for $1<s<3/2$, and $β=ν=1/z=0$ for $s<1$. The same theory identifies $s=3/2$ as the threshold above which the dissipative phase disappears. Large-scale Monte Carlo simulations of both the single-worldline theory and the original many-body model quantitatively support these predictions.

Comments8+15 pages, 6+2 figures

论文原文

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