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Universality class of quantum criticality for strongly repulsive spin-1 bosons with antiferromagnetic spin-exchange interaction

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Universality class of quantum criticality for strongly repulsive spin-1 bosons with antiferromagnetic spin-exchange interaction

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Título Universality class of quantum criticality for strongly repulsive spin-1 bosons with antiferromagnetic spin-exchange interaction
Autor Kuhn, Carlos Claiton Noschang
Guan, Xi-Wen
Foerster, Angela
Batchelor, Murray T.
Abstract Using the thermodynamic Bethe ansatz equations we study the quantum phase diagram, thermodynamics, and criticality of one-dimensional (1D) spin-1 bosons with strongly repulsive density-density and antiferromagnetic spin-exchange interactions. We analytically derive a high-precision equation of state from which the Tomonaga- Luttinger-liquid physics and quantum critical behavior of the system are computed. We obtain explicit forms for the scaling functions near the critical points yielding the dynamical exponent z = 2 and correlation length exponent ν = 1/2 for the quantum phase transitions driven by either the chemical potential or the magnetic field. Consequently, we further demonstrate that quantum criticality of the system can be mapped out from the finite temperature density and magnetization profiles of the 1D trapped gas. Our results provide the physical origin of quantum criticality in a 1D many-body system beyond the Tomonaga-Luttinger-liquid description.
Contido em Physical review. A, Atomic, molecular, and optical physics. New York. Vol. 85, no. 4 (Apr. 2012), 043606, 11 p.
Assunto Diagramas de fase
Magnetizacao
Mecanica estatistica quantica
Pontos criticos
Potencial químico
Sistemas de bósons
Termodinâmica
Transformações de fase
Origem Estrangeiro
Tipo Artigo de periódico
URI http://hdl.handle.net/10183/104324
Arquivos Descrição Formato
000836101.pdf (995.8Kb) Texto completo (inglês) Adobe PDF Visualizar/abrir

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