Quantum phase transition of the asymmetric three-leg spin tube

非対称3本鎖スピンチューブの量子相転移

坂井 徹; 佐藤 正寛*; 奥西 巧一*; 大塚 雄一*; 岡本 清美*; 糸井 千岳*

Sakai, Toru; Sato, Masahiro*; Okunishi, Koichi*; Otsuka, Yuichi*; Okamoto, Kiyomi*; Itoi, Chigaku*

非対称な鎖間(桁)交換相互作用を持つS=1/2スピンチューブの量子相転移について理論的に調べた結果を報告する。電子系チューブを基礎として、われわれは新しい有効理論を作り、この非対称スピンチューブの包括的な相図を得た。さらに、他の有効理論によりその相図の正当性を確認した。また密度行列繰り込み群と有限系の数値的厳密対角化という数値解析により、桁相互作用が高い対称性を持つライン付近において、有限の領域でスピンギャップが開いていることを示すことに成功した。

We investigate quantum phase transitions of the S=1/2 three-leg antiferromagnetic spin tube with asymmetric inter-chain (rung) exchange interactions. On the basis of the electron tube system, we propose a useful effective theory to give the global phase diagram of the asymmetric spin tube. In addition, using other effective theories we raise the reliability of the phase diagram. The density-matrix renormalization-group and the numerical diagonalization analyses show that the finite spin gap appears in a narrow region around the rung-symmetric line.