DATE2024.10.25 #Press Releases
連続対称性の自発的破れを示す１次元スピン模型の発見
—— マーミン・ワグナーの定理の新しい反例——
発表概要
東京大学大学院工学系研究科の渡邉悠樹准教授と同大学大学院理学系研究科の桂法称准教授による研究グループは、米国イリノイ大学アーバナシャンペーン校のJong Yeon Lee教授と共同で、連続対称性を自発的に破る1次元の量子スピン模型を提案しました。これまで「マーミン・ワグナーの定理」により、1次元の量子系が自発的に連続対称性を破ることは不可能だと考えられていました。この定理の唯一の例外として、対称性の破れを特徴づける「秩序変数」と呼ばれる量がハミルトニアンと交換するという特別な場合が知られていましたが、この他の場合は不可能であると広く信じられていました。
今回の研究では、秩序変数がハミルトニアンと交換しない場合にも連続対称性の自発的破れが1次元系で起こることが理論的に明らかになりました。低次元の物質が取り得る相にどのような可能性があるかといった基本的な事項の理解が深まったことにより、新しい特性を示す物質の発見や、新機能をもつデバイスの開発につながることが期待されます。
本研究成果は、2024年10月24日（米国東部夏時間）に米国物理学会誌「Physical Review Letters」のオンライン版に掲載されました。さらに、注目すべき成果として同誌のEditors' Suggestionに選ばれています。
図：今回見つかった模型の相図。δ=0の線上が新しい反例に対応
関連リンク：大学院工学系研究科
発表雑誌
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雑誌名 Physical Review Letters（Editors' Suggestion）論文タイトル