多様な系に現れる臨界点の性質を系統的に決定する新手法を開発~リーヤンゼロを用いた一般的手法~

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2025-05-02 京都大学

京都大学基礎物理学研究所の和田辰也博士課程学生と北澤正清講師らの研究グループは、相転移現象における臨界点の位置を系統的に決定する新手法を開発しました。この手法は、複素パラメーター空間における分配関数のゼロ点であるリーヤンゼロ(Lee-Yang zeros)の比を用いるもので、臨界点の位置を高精度に特定できます。3次元3状態Potts模型への適用により有効性が確認され、物性物理学だけでなく、有限温度・有限密度QCDの相図解析など幅広い分野への応用が期待されます。この成果は2025年4月24日付で国際学術誌『Physical Review Letters』に掲載され、Editors’ Suggestion(注目論文)にも選定されました

多様な系に現れる臨界点の性質を系統的に決定する新手法を開発~リーヤンゼロを用いた一般的手法~

<関連情報>

リー・ヤン・ゼロの比を用いた臨界点の特定 Locating Critical Points Using Ratios of Lee-Yang Zeros

Tatsuya Wada, Masakiyo Kitazawa, and Kazuyuki Kanaya
Physical Review Letters  Published: 24 April, 2025
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.162302

Abstract

We propose a method to numerically determine the location of a critical point in general systems using the finite-size scaling of Lee-Yang zeros. This method makes use of the fact that the ratios of Lee-Yang zeros on various spatial volumes intersect at the critical point. While the method is similar to the Binder-cumulant analysis, it is advantageous in suppressing the finite-volume effects arising from the mixing of variables in general systems. We show that the method works successfully for numerically locating the critical point in the three-dimensional three-state Potts model with a nonzero external field.

1701物理及び化学
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