掺杂低维量子体系的相变和临界特性的蒙特卡罗研究

本项目拟应用量子蒙特卡罗模拟等数值方法研究量子模型的低能物理性质，包括低维量子多体系统中各种量子态及其相变临界行为，并以此解释和预言实验材料中展现的宏观量子现象。具体研究内容包括：通过数值计算研究强关联多体系统由掺杂或缺陷引起耦合强度无序导致的奇特物理性质，特别是在有限温度情况下由于量子涨落、耦合强度无序与热力学涨落相互竞争引起的量子临界区域内磁性质及相关输运性质的变化；通过数值模拟研究与轨道序相关的Compass赝自旋模型的基态、热力学性质及量子相变临界特性；结合量子场论方法研究具有拓扑序的低维Heisenberg自旋模型在有限温度情况下量子临界区的物理特性。课题的重点以高效蒙特卡罗模拟为主，发展和运用多种数值方法综合研究强关联材料实验中呈现的宏观量子临界行为，解释并预言由掺杂或缺陷无序引起量子相变的转变和临界特性的普适规律，从而加深对量子磁性和非费米液体行为等重要物理现象的认识。