Помимо теории Гинзбурга-Ландау-Вильсона/ренормализационной группы

В знаменитой основополагающей статье К.Г. Уилсона и Дж. Когута в Physics Reports (август 1974 г.) о ренормализационной группе и ε-разложении они достигли вершины объединения теории Гинзбурга-Ландау и ренормализационного группового подхода для изучения фазовых переходов и их критическая теория. Вместе с концепцией теории нарушения симметрии Гинзбурга-Ландау, использующей локальные параметры порядка для различения фаз, их теория была названа теорией Гинзбурга-Ландау-Вильсона.

Представляется, что актуальной темой теоретических исследований является поиск новой физики и выход за рамки теории Гинзбурга-Ландау-Вильсона.

Очевидным выходом за рамки теории Гинзбурга-Ландау-Вильсона является изучение топологического порядка и топологической квантовой теории поля (ТКТП). Причина в том, что топологический порядок и ТКТП не могут быть обнаружены параметрами локального порядка. Это не в рамках теории Гинзбурга-Ландау-Вильсона, поэтому требуются некоторые новые инструменты.

Вопрос: Однако, если мы исключим топологический порядок и ТКТП, что мы узнали такого, что вышло за рамки теории Гинзбурга-Ландау-Вильсона?

Некоторые понимания, которые могут быть новыми вне темы:

1) Одна история - это возникающие глобальные симметрии или возникающие конформные симметрии для критической точки теории/фазового перехода. Или эмерджентные калибровочные поля. Возникающие калибровочные поля могут быть связаны с дробными анионами или лежащими в их основе топологическими порядками .

2) Нефермиевская жидкость . Еще одна связанная с этим история — это крах теории ферми-жидкости Ландау, например, теории нефермиевской жидкости . В некоторых случаях это происходит из-за возникающих калибровочных полей или фракционированных возбуждений в соответствии с физикой 1).

3) Поверхность Ферми . Третья история состоит в том, что ренормализационная группа для системы с поверхностью Ферми может быть более тонкой. Кроме того, вместе с калибровочными полями, связанными с поверхностью Ферми, это может быть сложной задачей.

4) Конформный бутстрап . Четвертая история использует конформную симметрию для выполнения конформного бутстрапа. Эта программа начальной загрузки могла быть упущена Уилсоном в прошлом. Но Уилсон наверняка упоминает, что бутстрап Мигдала — Полякова и конформная инвариантность интересны. Уилсон процитировал их работу в своей статье 1974 года.

Итак, кроме того, что топологический порядок и ТКТП требуют новых концепций, выходящих за рамки теории Гинзбурга-Ландау-Вильсона, действительно ли у нас есть какие-то концептуальные прорывы, выходящие за рамки теории Гинзбурга-Ландау-Вильсона? Или все проблемы, связанные с ренормализационной группой неферми-жидкости/поверхности Ферми и конформным бутстрапом, являются частью развития и расширения теории Гинзбурга-Ландау-Вильсона?

Например, можно сказать, что взаимодействующие конформные теории поля могут не иметь хороших описаний квазичастиц --- но разве это не та же самая общая часть истории, которая встречалась в прошлом в критической теории Гинзбурга-Ландау-Вильсона? ? Нужны ли им какие-то новые идеи помимо Гинзбурга-Ландау-Вильсона?

Возможно, можно рассматривать теорию Гинзбурга-Ландау-Вильсона (ГЛВ) как утверждение теории конденсированного состояния эффективной теории поля. В этом смысле это общая парадигма. Теперь, если кто-то настаивает на том, что ингредиенты GLW обязательно должны быть первоначально предусмотренными, т. е. бозонными переменными/геометрическими параметрами порядка, тогда простой способ выйти за рамки этого состоит в том, чтобы ввести блуждающие фермионы (а-ля модель квантовых критических металлов). Если вы посмотрите на деконфинированную критичность, то это GLW-теория партонов, хотя технически она выходит за рамки простой геометрической интерпретации бозонных переменных.

Ответы (1)

Многие из этих вещей на самом деле не «выходят за рамки Ландау Гинзбурга».

Ландау Гинзбург описывает фазовые переходы как результат потери симметрии: есть некоторый параметр порядка, и когда он не равен нулю, какая-то симметрия нарушается, а когда он равен нулю, симметрия существует. Конформный бутстрап, если взять ваш пример, в основном является инструментом для изучения конформной теории поля — в нем нет ничего, что несовместимо с LG. Действительно, конформный бутстрап оказался очень полезным при анализе критических точек фазовых переходов в рамках LG-парадигмы — он использовался, например, для невероятно точного вычисления критических показателей трехмерной модели Изинга.

Одна идея, выходящая за рамки LG, но не обязательно связанная с топологическим порядком, — это «деконфайнментальная квантовая критичность», см. https://arxiv.org/pdf/cond-mat/0404718.pdf , которая тесно связана с фракционированием. упомянуть.

Суть в том, что у вас может быть фазовый переход между двумя состояниями совершенно разных нарушенных симметрий. Например, переход Нееля в VBS происходит между двумя основными состояниями спиновой системы, одно из которых нарушает вращательную симметрию спина, а другое — симметрию решетки. Это запрещено в LG, потому что вам понадобятся два параметра порядка для описания каждой нарушенной симметрии, и чтобы получить фазовый переход между двумя такими состояниями, вам нужно настроить оба этих параметра так, чтобы они ломались/не ломались в одной и той же точке в фазовая диаграмма. Деконфайнментальная квантовая критичность — это, по сути, идея о том, что в теории существуют монопольные события, которые несут квантовые числа обеих симметрий, и поэтому, если они размножаются в критической точке, вы можете нарушить / восстановить обе симметрии в одной и той же критической точке.

Это немного краткое объяснение, но вы можете прочитать ссылку, если хотите узнать больше.

Я не думаю, что деконфайнментированная квантовая критическая точка действительно выходит за рамки теории Ландау, поскольку она все еще описывается нарушением симметрии, за исключением теперь присутствия аномалии 'т Хоофта. Мы объяснили это, например , на arxiv.org/abs/1707.07686 .
Эй, это выглядит великолепно (и я обязательно прочитаю его полностью), но есть ли TLDR о том, как аномалия избавляет вас от того факта, что вам наивно нужно настроить два параметра, чтобы не было перехода второго порядка?
Что ж, аномалия не гарантирует перехода второго порядка, но гарантирует переход от порядка к порядку (который может быть прерывистым). Дело в том, что при наличии аномалии ни одна точка на фазовой диаграмме не может иметь невырожденное основное состояние с щелью. Все точки должны быть упорядочены, если вы явно не нарушаете симметрию.
Понятно, почитаю повнимательнее. Судя по всему, DQC все еще находится за пределами теории Ландау, поскольку теория Ландау запрещает здесь переход второго порядка.
Я не согласен. «Теория Ландау» просто утверждает, что фазы можно классифицировать по их симметрии. Давайте немного обобщим это и скажем, что эти симметрии могут иметь аномалии 'т Хофта. Мы можем даже обобщить это, включив в него 1-формные симметрии, и тогда мы сможем описать топологический порядок и спиновые жидкости U(1). В конце концов, было бы несправедливо приравнивать теорию Ландау только к теории среднего поля. Это даже не работает для модели Изинга в 1+1D.
Хм, это достаточно справедливо. Если мы включим обобщенные симметрии, то останется ли что-нибудь не-Ландау?
Мы еще не знаем. Мне все еще кажется, что что-то вроде эмерджентного калибровочного поля SU(2) с деконфайнментом не может быть описано спонтанно нарушенной глобальной симметрией в обычном смысле, поскольку само калибровочное поле (которое было бы голдстоуновской модой) не является калибровочно-инвариантным. Точно так же трудно описать таким образом неабелевы ТКТП, хотя это кажется возможным. Между прочим, вы действительно должны называть их высшими симметриями, это более точно.
Я также должен упомянуть такие вещи, как переход KT в 1d, для которого Мермин-Вагнер запрещает нарушение симметрии U (1), но все же у нас есть переход от порядка к беспорядку. Это может быть за пределами Ландау. Думаю, в некоторых КТП просто не хватает соответствующих операторов, чтобы их можно было расстроить.