Jenseits der Ginzburg-Landau-Wilson-Theorie/Renormierungsgruppe

In der berühmten bahnbrechenden Arbeit von KG Wilson und J Kogut in Physics Reports (August 1974) über The renormalization group and the ε expansion erreichen sie einen Höhepunkt der Vereinigung der Ginzburg-Landau-Theorie und des Renormalisierungsgruppenansatzes zur Untersuchung der Phasenübergänge und ihrer kritische Theorie. Zusammen mit dem Konzept der symmetriebrechenden Ginzburg-Landau-Theorie unter Verwendung der lokalen Ordnungsparameter zur Phasenunterscheidung wurde ihre Theorie als Ginzburg-Landau-Wilson-Theorie bezeichnet.

Es scheint, dass das aktuelle theoretische Forschungsthema darin besteht, neue Physik zu suchen und über die Ginzburg-Landau-Wilson-Theorie hinauszugehen.

Eine offensichtliche Möglichkeit, über die Ginzburg-Landau-Wilson-Theorie hinauszugehen, ist das Studium der topologischen Ordnung und der topologischen Quantenfeldtheorie (TQFT). Der Grund ist, dass topologische Ordnung und TQFT nicht durch lokale Ordnungsparameter erkannt werden können. Dies liegt nicht im Rahmen der Ginzburg-Landau-Wilson-Theorie, daher sind einige neue Werkzeuge erforderlich.

Frage: Wenn wir jedoch topologische Ordnung und TQFT ausschließen, was haben wir gelernt, das über die Ginzburg-Landau-Wilson-Theorie hinausgegangen ist?

Einige Verständnisse, die über Themen hinaus neu sein können:

1) Eine Geschichte sind entstehende globale Symmetrien oder entstehende konforme Symmetrien für den kritischen Punkt der kritischen Theorie/des Phasenübergangs. Oder die entstehenden Pegelfelder. Die emergenten Eichfelder können mit den fraktionierten Anyonen oder den zugrunde liegenden topologischen Ordnungen in Beziehung gesetzt werden .

2) Nicht-Fermi-Flüssigkeit : Eine andere verwandte Geschichte ist die Aufschlüsselung der Landau-Fermi-Flüssigkeitstheorie, zum Beispiel die Nicht-Fermi-Flüssigkeitstheorie . In einigen Fällen liegt es an den entstehenden Eichfeldern oder fraktionierten Anregungen durch die Physik von 1).

3) Fermi-Oberfläche : Eine dritte Geschichte ist, dass die Behandlung der Renormalisierungsgruppe für das System mit einer Fermi-Oberfläche subtiler sein kann. Darüber hinaus kann es zusammen mit den Eichfeldern, die an die Fermi-Oberfläche koppeln, eine schwierige Herausforderung sein.

4) Konformer Bootstrap : Eine vierte Geschichte verwendet die konforme Symmetrie, um den konformen Bootstrap auszuführen. Dieses Bootstrap-Programm kann in der Vergangenheit von Wilson übersehen worden sein. Aber Wilson erwähnt sicherlich, dass der Migdal-Polyakov-Bootstrap und die konforme Invarianz interessant sind. Wilson zitierte ihre Arbeit in seiner Arbeit von 1974.

Abgesehen davon, dass topologische Ordnung und TQFT neue Konzepte jenseits der Ginzburg-Landau-Wilson-Theorie erfordern, haben wir also wirklich einige konzeptionelle Durchbrüche, die über die Ginzburg-Landau-Wilson-Theorie hinausgehen? Oder sind alle Probleme in der Nicht-Fermi-Flüssigkeits-/Fermi-Oberflächen-Renormalisierungsgruppe und im konformen Bootstrap Teil der Entwicklung und Erweiterung der Ginzburg-Landau-Wilson-Theorie?

Man könnte zum Beispiel sagen, dass die wechselwirkenden konformen Feldtheorien vielleicht keine guten Quasi-Teilchen-Beschreibungen haben – aber ist das nicht der gleiche gemeinsame Teil der Geschichte, der auch in der Vergangenheit der kritischen Theorie von Ginzburg-Landau-Wilson begegnet ist? ? Brauchen sie neue Ideen jenseits von Ginzburg-Landau-Wilson?

Vielleicht kann man die Ginzburg-Landau-Wilson-Theorie (GLW) als kondensierte Materie-Aussage der effektiven Feldtheorie betrachten. In diesem Sinne ist es ein allgemeines Paradigma. Wenn man nun darauf besteht, dass die Bestandteile von GLW notwendigerweise die ursprünglich angedachten sein müssen, dh bosonische Variablen/geometrische Ordnungsparameter, dann ist ein einfacher Weg darüber hinauszugehen, Wanderfermionen (ein Modell quantenkritischer Metalle) einzuführen. Wenn Sie sich die entgrenzte Kritikalität ansehen, ihre GLW-Theorie der Partons, obwohl man technisch gesehen über eine einfache geometrische Interpretation der bosonischen Variablen hinausgeht.

Antworten (1)

Viele dieser Dinge sind nicht wirklich „jenseits von Landau Ginsburg“.

Landau Ginsburg beschreibt Phasenübergänge als Folge eines Symmetrieverlusts: Es gibt einen Ordnungsparameter und wenn er ungleich Null ist, ist eine gewisse Symmetrie gebrochen, und wenn er Null ist, ist die Symmetrie da. Der konforme Bootstrap, um Ihr Beispiel zu nehmen, ist im Grunde ein Werkzeug zum Studium der konformen Feldtheorie - nichts daran widerspricht LG. Tatsächlich war der konforme Bootstrap sehr nützlich bei der Analyse der kritischen Punkte von Phasenübergängen innerhalb des LG-Paradigmas – er wurde zum Beispiel verwendet, um die kritischen Exponenten des 3D-Ising-Modells unglaublich genau zu berechnen.

Eine Idee, die außerhalb von LG liegt, aber keine topologische Ordnung beinhalten muss, ist die der „dekonfinierten Quantenkritikalität“, siehe https://arxiv.org/pdf/cond-mat/0404718.pdf , die eng mit der Fraktionierung wie Sie verwandt ist erwähnen.

Der grundlegende Punkt ist, dass Sie einen Phasenübergang zwischen zwei Zuständen mit völlig unterschiedlichen gebrochenen Symmetrien haben können. Beispielsweise findet der Übergang von Neel zu VBS zwischen zwei Grundzuständen eines Spinsystems statt, von denen einer die Spinrotationssymmetrie und der andere die Gittersymmetrie bricht. Dies ist in LG verboten, da Sie zwei Ordnungsparameter benötigen würden, um jede gebrochene Symmetrie zu beschreiben, und um einen Phasenübergang zwischen zwei solchen Zuständen zu erhalten, müssten Sie diese beiden Parameter so einstellen, dass sie am selben Punkt brechen / unbrechen das Phasendiagramm. Entgrenzte Quantenkritikalität ist im Grunde die Idee, dass es in der Theorie Monopolereignisse gibt, die Quantenzahlen beider Symmetrien tragen, und wenn sich diese am kritischen Punkt vermehren, können Sie beide Symmetrien am selben kritischen Punkt brechen / aufheben.

Das ist eine etwas knappe Erklärung, aber Sie können den Link lesen, wenn Sie mehr erfahren möchten.

Ich glaube nicht, dass der entgrenzte quantenkritische Punkt wirklich jenseits der Landau-Theorie liegt, da er immer noch durch Symmetriebrechung beschrieben wird, außer jetzt in Anwesenheit einer 't Hooft-Anomalie. Wir haben dies zum Beispiel in arxiv.org/abs/1707.07686 erklärt.
Hey, das sieht toll aus (und ich werde es auf jeden Fall vollständig lesen), aber gibt es eine TLDR darüber, wie die Anomalie Sie an der Tatsache vorbeiführt, dass Sie naiv zwei Parameter einstellen müssen, damit Sie keinen Übergang zweiter Ordnung haben können?
Nun, die Anomalie garantiert keinen Übergang zweiter Ordnung, aber sie garantiert einen Übergang von Auftrag zu Auftrag (der diskontinuierlich sein kann). Der Punkt ist, dass sobald die Anomalie da ist, kein Punkt im Phasendiagramm einen nicht entarteten Grundzustand mit Lücke haben kann. Alle Punkte müssen geordnet werden, es sei denn, Sie brechen die Symmetrie explizit.
Ich verstehe, ich werde es mir genauer durchlesen. Dem Anschein nach ist DQC jedoch immer noch jenseits der Landau-Theorie, da die Landau-Theorie hier einen Übergang zweiter Ordnung verbieten würde.
Ich bin nicht einverstanden. Die "Landau-Theorie" besagt lediglich, dass man Phasen anhand ihrer Symmetrien klassifizieren kann. Lassen Sie uns dies leicht verallgemeinern, um zu sagen, dass diese Symmetrien 't Hooft-Anomalien haben können. Wir können dies sogar verallgemeinern, um 1-Form-Symmetrien einzuschließen, und dann können wir auch topologische Ordnung und U(1)-Spinflüssigkeiten beschreiben. Schließlich wäre es nicht fair, die Landau-Theorie nur mit der gemeinen Feldtheorie gleichzusetzen. Dies funktioniert nicht einmal für das Ising-Modell in 1+1D.
Hm, das ist fair genug. Wenn wir verallgemeinerte Symmetrien einbeziehen, gibt es dann etwas, das nicht Landau ist?
Wir wissen es noch nicht wirklich. Mir scheint immer noch, dass so etwas wie ein emergentes deconfiniertes SU(2)-Eichfeld nicht durch eine spontan gebrochene globale Symmetrie im gewöhnlichen Sinne beschrieben werden kann, da das Eichfeld selbst (was der Goldstone-Modus wäre) nicht eichinvariant ist. Ebenso ist es schwierig, nichtabelsche TQFTs auf diese Weise zu beschreiben, obwohl es möglich erscheint. Sie sollten sie übrigens eigentlich höhere Symmetrien nennen, es ist präziser.
Ich sollte auch Dinge wie den KT-Übergang in 1d erwähnen, für den Mermin-Wagner das Brechen der U(1)-Symmetrie verbietet, aber wir haben immer noch einen Übergang von Ordnung zu Unordnung. Das könnte jenseits von Landau sein. Einige QFTs haben einfach nicht genug relevante Operatoren, um durcheinander gebracht zu werden, denke ich.