学术会议（2021年7月26日15:00）：A tale from the transverse-field Ising chain to quantum E8 integrable model

报告人：吴建达 李政道学者（上海交通大学李政道研究所、物理与天文学院）

题    目：中子科学与技术中心学术报告——A tale from the transverse-field Ising chain to quantum E8 integrable model一个从横场伊辛链到量子E8可积模型的故事

地    点：蔻享学术直播（https://m.koushare.com/lives/room/262209）

时    间：2021年7月26日15：00

主持人：姚道新 教授

报告简介：Exotic thermodynamics and excitations can emerge in the vicinity of a quantum phase transition. In the talk, I will first detailedly discuss the very unique quantum criticality for the Grüneisen ratio in the transverse field Ising chain (TFIC). The unique quantum criticality of the Grüneisen ratio then serves as a smoking gun to identify the underlying TFIC universality observed in quasi-1D antiferromagnetic materials BaCo₂V₂O₈ and SrCo₂V₂O₈, which clearly establishes the realization of the TFIC universality for the first time. Furthermore, when the quantum critical point of the TFIC is perturbed by a longitudinal magnetic field, it was predicted that its massive excitations are precisely described by the exceptional E₈ Lie algebra. Here we show an unambiguous experimental realization of the massive E₈ phase in the material BaCo₂V₂O₈, via nuclear magnetic resonance and inelastic neutron scattering measurements, and detailed theoretical analysis. The large separation between the masked 1D and 3D quantum critical points of the system allows us to identify, for the first time, the full 8 single-particle E₈ excitations as well as various multi-E₈-particle states in the spin excitation spectrum. Our results open new experimental and theoretical route for exploring the dynamics of quantum integrable systems and physics beyond integrability, and thus bridge key physics in condensed matter and statistical field theory.

在量子临界点附近会涌现出奇异热力学行为及动力学激发。在此报告中，我将首先详细讨论横场伊辛链中Grüneisen系数所呈现出的独特的量子临界行为。该独特的量子临界行为用于确认在准一维反铁磁材料BaCo2V2O8 and SrCo2V2O8 中首次实验实现横场伊辛普适类。当横场伊辛量子临界点被纵场所扰动，理论上发现会有能被E8例外李代数所描述的奇异物理涌现。我将详细讨论，在系统的理论分析及指导之下，结合核磁共振、非弹性中子散射及电子自旋共振等一系列实验，我们坚实的在材料BaCo2V2O8 中首次实现了量子E8可积模型。在所得到的自旋激发谱中第一次得到完整的八个单E8粒子激发及系列多E8粒子激发。我们的进展打开了研究量子可积系统动力学行为及超越可积性的物理的实验及理论研究的新窗口，并将推动凝聚态物理及统计场论研究的有机结合。

报告人简介：吴建达，李政道学者。长期致力于量子相变、量子临界热力学及动力学、贝特拟设及可积系统动力学等相关领域的研究工作。2004年及2007年于中国科学技术大学获得学士及硕士学位、2014年博士毕业于美国莱斯大学、2014-2017年在美国加州大学圣地亚哥分校从事博士后工作、2017-2018年担任德国马普复杂系统物理所客座研究员。2018年至今就职于上海交通大学李政道研究所及物理与天文学院。2020年入选上海市科委浦江人才计划。迄今共发表论文二十余篇，包括1篇Nature、1篇Nature Phys.、1篇Nature Commun.、及7篇Phys. Rev. Lett.等。