自旋1/2费米子气体二阶以上的自由能与斯通纳相变

在前期工作中,该研究团队建立了系统的虚时微扰展开方法,并应用于相关有效场论计算中,在相互作用二阶近似下得出了稀薄气体(非相对论性)自旋1/2费米子通过自旋无关排斥双体势相互作用的自由能F表达式。本文将该计算拓展至更高阶项:假设描述相互作用势的唯一相关参数是s波散射长度a0,研究人员计算了完全达到(kFa0)3阶的贡献(kF为费米波矢),该结果表征为自旋向上与自旋向下费米子数N+和N-(即系统极化率)及温度T的函数。该工作还通过重求和两类无限系列费曼图(即粒子-粒子环图与粒子-空穴环图)的贡献,将计算拓展至固定阶数之外。研究发现:纳入第二类贡献对系统从顺磁相到铁磁相的转变(即所谓斯托纳相变)具有显著影响——在此近似下,该相变现象完全消失。

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提交arXiv: 2025-10-26 15:34
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