理论物理所李伟研究员受邀作《从零温到有限温度张量网络》专题讲座

文/吴国良  图/冯学楷

       受中国科学院大学物理科学学院邀请,于2024年10月18日15:30,中国科学院理论物理研究所研究员李伟老师应邀为同学们带来了《从零温到有限温度张量网络》专题讲座,中国科学院大学物理科学学院博士生导师张余洋老师主持。

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       李伟老师首先介绍了主要的凝聚态物理的数值算法,指出各种方法的结果和问题,以及在超导领域,尤其是Hubbard模型的计算的重要作用,由此引入张量网络算法。同时,介绍了李伟老师作出重要贡献的线性张量网络重整化群方法、特别是指数张量重整化群方法(XTRG)、切空间张量重整化群方法(tanTRG),面对传统的零温基态算法,这些算法可以进行有限温度计算,被李伟老师形象的描述为“如来神掌”(从天而降—从高温到零温降温)。在应用算法解决前沿问题上,李伟老师介绍了高温超导有效模型研究,以及阻挫磁性与极低温固态制冷方面的进展。

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       李伟老师还介绍了目前Hubbard模型相图的最前沿结果——发现高温超导穹顶结构,以及赝能隙迹象,并强调了Hubbard模型相图和铜氧化物相图的相同与不同之处,一方面计算表明Hubbard模型的确可以得到高转变温度的d-波超导,另外一些与实验的差异说明可能Hubbard模型描述铜氧化物超导仍需要进一步改进,并在数值计算方法发展方面有更大的突破。

       讲座的同时,有同学积极提出问题,现场气氛很是热烈,完成超导部分的报告时,时间已经所剩不多。但是李伟老师还是向我们简明清晰的介绍了阻挫磁性相关知识,从对奈尔发现反铁磁体,到朗道对反铁磁体的怀疑,乃至于安德森提出自旋液体,李伟老师向我们逐步引入阻挫磁性。李伟老师对照传统的氦的超流、超固态,向我们介绍了自旋的超流和超固态,并向我们介绍了在易轴三角晶格阻挫磁体Na2BaCo(PO4)2上李伟老师课题组预言存在自旋超固态,存在低温巨磁卡效应。并向我们指出,传统的制冷利用了低温下氦的特殊物态,作为“自旋”超固态,同样可以应用于低温制冷,特别地,可以应对我国氦的缺乏的问题,多体物理理论也可以满足重要实际应用。

       最后,李伟老师向我们指出,面对凝聚态物理,在发展理论框架、发展数值方法、结合量子技术方面,都已经取得了重要的成果。同时也面对着各种严峻的问题,有着更为广阔的创新空间。

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       在报告中,李伟老师和同学积极互动,回答了张量网络方法如何处理费米子的反对称化等问题,报告后讨论同样积极热烈。

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介绍高温超导相图

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介绍算法

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介绍自旋超固态

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报告中讨论

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报告后讨论

主讲嘉宾:李伟,研究员(中国科学院理论物理研究所),研究方向为强关联多体理论与计算、量子磁性与关联电子系统前沿问题,在Nature,Nature Physics,PRL等国际学术期刊发表论文多篇,获国家基金委优青、中国科学院人才计划资助,中国科学院-财政部基础研究领域稳定支持青年团队负责人。