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涌现电磁学中多极展开的失效

Breakdown of Multipole Expansion in Emergent Electromagnetism

Tom Ben-Ami, Markus Heyl, Roderich Moessner

arXiv 2609.12063首次发表:更新:

发表机构

Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme; University of Augsburg(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所; 奥格斯堡大学)

机构由 AI 辅助整理,请以论文原文为准。

AI 中文总结

研究发现涌现电磁学模型中,高阶多极电荷可产生低阶多极电场,源于叠加原理失效,微观格点约束改变了远场行为。

AI 中文摘要

我们在一个二维格点模型族中发现了一种与简单静电学显著偏离的现象,其有效描述采取涌现电磁学的形式:一个高阶多极电荷构型可以感应出具有低阶多极特征的电场。通过研究典型的硬核二聚体和U(1)自旋-1/2链模型,我们将此归因于叠加原理的失效:对于稠密电荷构型,远场相对于线性预期可能出现非线性抑制甚至增强。我们的工作确立了涌现电磁学模型中微观格点尺度约束可以改变远场行为,使其不同于标准有效连续模型中常用的长波长描述。

英文摘要

We find a striking departure from simple electrostatics in a family of two-dimensional lattice models whose effective description takes the form of an emergent electromagnetism: a high-order multipolar charge configuration can induce an electric field characteristic of a \textit{lower-}order multipole. Studying the archetypical hardcore dimer and U(1) spin-1/2 link models, we trace this to a breakdown of the superposition principle: for dense charge configurations, there can be a nonlinear suppression, or even enhancement, of the far field compared to the linear expectation. Our work establishes that microscopic lattice-scale constraints in models for emergent electromagnetism can change the far-field behaviour to differ from often utilized long-wavelength descriptions in standard effective continuum models.

Comments5+6 pages, 4+4 figures

论文原文

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