Fases y transiciones de fase en una cadena dimerizada de espín-1{2} XXZ

Revisitamos el diagrama de fases de la cadena de espín-12 XXZ dimerizada con acoplamientos de vecinos más cercanos que fue estudiada numéricamente en Phys. Rev. B 106, L201106 (2022). El modelo tiene acoplamientos isotrópicos XY que tienen un valor uniforme y acoplamientos ZZ que tienen una forma dimerizada, con fortalezas Jₐ y Jb en enlaces alternos. Encontramos un rico diagrama de fases en la región de Jₐ positivo, ~Jb. Proporcionamos una comprensión detallada de las diferentes fases y transiciones de fase cuánticas asociadas utilizando una combinación de teoría de campo medio, Hamiltonianos efectivos de baja energía, cálculos de grupo de renormalización empleando la técnica de bosonización, y cálculos numéricos utilizando el método de renormalización de matriz de densidad (DMRG). El diagrama de fases consiste en dos fases paramagnéticas de Ising llamadas IPM₀ e IPM_, y una fase con orden Neel de Ising llamada IN; todas estas fases tienen un hueco. Las fases IPM₀ e IPM_ están separadas por una línea de transición de fase sin hueco dada por 0 Jₐ = Jb 1 que está descrita por una teoría de campo conforme con carga central c=1. Hay dos líneas de transición de fase sin hueco que separan IPM₀ de IN e IPM_ de IN; estas están descritas por teorías de campo conforme con c=12 que corresponden a transiciones cuánticas de Ising. La línea c=1 se bifurca en las dos líneas c=12 en el punto Jₐ = Jb = 1; la forma de la bifurcación se encuentra analíticamente utilizando cálculos de RG. Un análisis de simetría muestra que IPM₀ es una fase topológicamente trivial mientras que IPM_ es una fase topológica protegida por simetría de reversibilidad temporal (SPT) con estados de espín-12 en los dos extremos de un sistema abierto. Los resultados numéricos obtenidos por el método DMRG están en buen acuerdo con los resultados analíticos. Finalmente, proponemos plataformas experimentales para probar nuestros resultados.