三自旋交互的各向异性XY模型：量子相变与纠缠

"这篇论文是2012年12月发表在《南京师大学报(自然科学版)》第35卷第4期的一篇自然科学论文，由刘小贤、钟鸣和陈波共同撰写。该研究探讨了具有三自旋相互作用的横场中各向异性XY模型的量子相变和量子纠缠现象，并通过数值方法分析了协作参量在相变点附近的表现。研究发现协作参量能有效揭示系统的量子相变特性。该研究得到了江苏省普通高校自然科学研究资助项目的支持。" 在物理学领域，尤其是凝聚态物理和量子信息科学中，本文研究的核心是一个特殊的量子系统——具有三自旋相互作用的横场中各向异性XY模型。XY模型是一种简化模型，用于描述一维或二维磁性材料中的磁矩行为，其中磁矩可以沿着X和Y方向自由旋转，但受到一定的限制。在本研究中，模型进一步复杂化，加入了三自旋相互作用，这意味着相邻的三个自旋之间存在相互作用，而不仅仅是两两之间。 量子相变是物质在温度或其他控制参数改变时，其宏观性质发生突变的现象，但这些变化在量子层面上是由系统的基态性质决定的。在本模型中，这种相变可能是由于横场（一个沿垂直于自旋排列方向的磁场）和三自旋相互作用的结合所引起的。量子纠缠是量子力学中的一个重要概念，它描述了两个或多个量子系统之间的非经典关联，即使它们在空间上相隔很远，也能表现出强烈的相互依赖性。 论文的数值研究表明，协作参量，即用于衡量量子纠缠程度的指标，在相变点附近有显著的变化。这表明协作参量不仅能够捕捉到系统的量子相变，而且可能是检测这些相变的一个敏感指标。这对于理解和模拟复杂量子系统的行为，以及可能的实际应用，如量子计算和量子信息处理，都具有重要意义。 这篇论文通过深入研究各向异性XY模型在特殊相互作用和外部场条件下的量子相变和量子纠缠，提供了对量子系统动态行为的新见解，特别是在相变点附近协作参量的行为。这一工作对于理论物理学家和实验物理学家探索新型量子材料和量子现象提供了有价值的理论基础。