Ground state phase diagram of an two-leg Heisenberg spin ladder system with negative four-spin interaction

負の4体相互作用を持つ二本鎖ハイゼンベルグスピン梯子系の基底状態相図

肘井 敬吾; 坂井 徹

Hijii, Keigo; Sakai, Toru

4体相互作用を持つ量子スピン梯子系の基底状態相図とその量子臨界現象についての理論的研究を行った。ひねり境界条件法と現象論的繰り込み群法を用い、数値対角化に基づいた数値解析により、二次相転移が生じることを明らかにし、Rung-singlet相, Columnar-dimer相, Haldane相の相境界を決定した。また、共形場理論に基づいた解析を行い、セントラルチャージとスケーリング次元を数値的に求めることで、Columnar-dimer相とHaldane相の間の量子相転移のユニバーサリティクラスが、=2 (2) Wess-Zumino-Novikov-Witten模型により記述されることを明らかにした。

We investigate the ground-state phase diagram and critical properties of the two-leg Heisenberg spin ladder system with a negative four-spin interaction. We numerically determine a phase boundary between the rung singlet phase and the columnar dimer (CD) phase by the phenomenological renormalization group method, and one between the CD phase and the Haldane phase by the twisted boundary condition method. We confirm that the phase transition between the CD phase and the Haldane phase is of second order and this universality class is described by the = 2 (2) Wess-Zumino-Novikov-Witten nonlinear model, calculating the central charge and scaling dimensions.