腔伊辛模型中的单边临界性与相变
空腔光-物质耦合诱导的超辐射相变已在多个平台得到广泛研究。该研究团队在具有ℤ₂对称性的空腔耦合横向伊辛模型相图中发现了一种单侧临界端点(UCEP)和三临界点(TCP)。在零温条件下,该模型呈现三个相区,由两条二阶相变线和一条一阶相变线分隔,这些线在TCP和UCEP处相交——其中UCEP超越了现有相变范式描述范围。该单侧临界端点展现出独特的方向依赖性临界行为:从一侧趋近时系统表现为二阶相变,而从另一侧趋近时则为一阶相变,两个序参量分别在同一点经历一阶与二阶相变。研究人员构建了UCEP的极简自由能密度描述:f=c₁(α̃²+c₂)+(α̃²+c₂)²ln|α̃²+c₂|,其中UCEP位于(c₁,c₂)=(1/e,0),α̃为序参量。该工作进一步绘制了有限温度相图并完成对称性分析。通过将一阶与二阶相变特征统一于具有方向依赖性的端点,UCEP开创了全新的相变类型,在量子测量与量子传感等领域具有应用潜力。该研究也为探索含耗散/无耗散空腔耦合多体系统中的新奇临界现象提供了重要平台。
