Optimization and Applications of the Functional Renormalization Group

István Gábor Márián

Published Apr 15, 2021• 0 citations

Abstract

A funkcionális renormálási csoport (FRG) módszer keretében végeztem kutatást. Ez egy egzakt metódus, amely lehetővé teszi különböző modellek fázisdiagramjának meghatározását, fázisátalakulásuk és kritikus viselkedésük leı́rását a rendszer különböző módusú fluktuációinak eliminálásával. Tézisemben a módszer regulátorfüggését optimalizáltam, majd alkalmaztam az eljárást különböző modellekben.

Related papers

Several applications of functional renormalization group in quantum theory

József Péter Kovács

Értekezésemben különböző kvantumelméleti modelleket tárgyaltam a funkcionális renormálásicsoport-módszer (RG-módszer) segítségével. A kvantált anharmonikus oszcillátor esetén a renormálási séma optimalizálásnak kérdését tanulmányoztam. Lokális potenciál közelítésben a legkisebb érzékenység elve a Litim-regulátortól kissé eltérő optimális regulátort szolgáltatott. A Caldeira–Leggett-modellben meghatároztam a szuszceptibilitás és a korrelációshossz kritikus exponensét a spektrálfüggvény Drude- és Debye-típusú levágása esetén. Azt tapasztaltam, hogy a két fajta levágás a kritikus exponensek meghatározása szempontjából egyenértékűnek tekinthető. A kétdimenziós sine-Gordon-modellt impulzusfüggő hullámfüggvény-renormálás alkalmazásával tárgyaltam. A modell ultraibolya viselkedése a renormálás kezdeti feltételeitől függően változhat, így a modell aszimptotikus biztonsága sérülhet. A hullámfüggvény-renormálás vezető rendű tagját tekintve a modell nagy energiás és alacsony energiás skálázási viselkedése között duális kapcsolatot tapasztalhatunk. A kétdimenziós kvantum-színdinamikának megfelelő bozonizált modellt egy fermion íz figyelembevételével tárgyaltam. Meghatároztam a klasszikus modell alapállapotát, amely triviálisnak adódott. Az RG-módszer alkalmazásával megmutatható, hogy a kvantált modell egyetlen fázissal rendelkezik. I discussed different quantum theoretical models in the framework of the functional renormalization group (RG) method in my PhD thesis. For the quantized anharmonic oscillator the question of the optimization of the renormalization scheme was investigated. I obtained that in local potential approximation the principle of minimal sensitivity leads to such regulator which is a slight modification of the Litim one. I also investigated the Caldeira-Leggett model. I considered Drude and Debye type cutoff functions and I calculated critical exponents of the susceptibility and the correlation length. I found the two types of cutoff functions to be coequal from the viewpoint of the critical exponents. The 2-dimensional sine-Gordon model with wave function renormalization inculding higher order terms in the momentum was analyzed. The model can have different ultraviolet scaling behaviour depending on the initial conditions, so the model can cease to be asymptotically safe. Considering the leading term of the wave function renormalization there is a dual correspondence between the low and the high energy scalings of the model. The bosonized model of the two dimensional quantum chromodynamics with one fermion flavour has been investigated too. The ground state of classical model is determined and found to be flat. Using the RG method it can be shown that the model has a single phase.

Jan 1, 20170 citations

Functional renormalization group for ordinary and ghost O(N) models, with higher order gradient term

Zoltán Péli

A dolgozatban első lépésként az euklideszi, normál O(N)-modellek kritikus exponenseit vizsgálom a funkcionális renormálási csoport alkalmazásával (FRG) a gradienskifejtés második és negyedik rendjében. Ezt a vizsgálatot követi az euklideszi 3-dimenziós, szellemteres O(2)-modell vizsgálata szintén az FRG alkalmazásával a gradienskifejtés vezető rendjében, a lokális potenciál közelítésben (LPA). Két esetet vizsgálok meg, attól függően, hogy a kvartikus deriválthoz tartozó operátor dimenziós vagy dimenziótlanított megfelelője van állandó értéken tartva. A dolgozat végső eredménye az euklideszi, 3-dimenziós, szellemteres O(1)-modell vizsgálata egy általam és szerzőtársaim által kifejlesztett FRG sémában az LPA-n túl.

Jan 1, 20180 citations

Functional Renormalization Group (fRG) Study

Rina Tazai

Springer thesesJan 1, 20210 citations

Applications of the Functional Renormalization Group

Roberto Percacci A

Jan 1, 20130 citations

Rendezetlen rendszerek statisztikus fizikája = Statistical physics of disordered systems

Ferenc Iglói, Róbert Juhász

A pályázat keretében nagy szabadsági fokú fizikai rendszerek kooperatív viselkedését vizsgáltuk rendezetlenség jelenlétében. A szingularitásokat (fázisátalakulások, Griffiths effektusok) kísérő jelenségeket tanulmányoztuk és egyensúlyi és egyensúlytól távoli folyamatokat is vizsgáltunk. A rendezetlen kvantum rendszerek esetén korábbi kutatásainkat folytatva az un. erős rendezetlenségi renormálási csoport alkalmazásával különböző egy- és kétdimenziós rendszerek fázisdiagramját és alacsony energiás gerjesztéseit vizsgáltuk. Emellett új eredményeket értünk el a kvantumállapotok összefonódását mérő Neumann-féle entrópia meghatározásánál is. Az egyensúlytól távoli rendszereknél részint az öregedés jelenségével foglalkoztunk a kritikus nemegyensúlyi relaxáció során, részint hajtott rácsgáz modelleket rendezetlenség jelenlétében vizsgáltunk. Végül, a rendezetlenség dominálta klasszikus rendszereknél fázisátalakulásokat és az azokat kísérő geometriai objektumok (klaszterek, fürtök) tulajdonságait vizsgáltuk. A projekt keretében elért eredményeket 29 idegennyelvű szakcikkben közöltük, melyek összesített impakt faktora több mint 90 és melyekre ezidáig több mint 130 független hivatkozás érkezett. A pályázat futamideje alatt egy sikeres PhD védés történt és további két PhD disszertáció védésre be van nyújtva. | Within the project the cooperative behavior of physical systems with large degree of freedom is studied in the presence of disorder. We have determined the properties of singularities (phase transitions, Griffiths effects) and studied both equilibrium and nonequilibrium processes. For disordered quantum systems we have continued our studies on the use of the strong disorder renormalization group method to obtain the phase diagram and low energy excitations of different one- and two-dimensional systems. We have also obtained new results about entanglement of quantum systems and the related von Neumann entropy. For nonequilibrium systems we have studied ageing during nonequilibrium critical relaxation, as well as driven lattice gas systems in the presence of disorder. Finally, in the third field of disorder dominated classical systems we have studied phase transitions and the related geometrical problems of clusters. Our results obtained during this project have been published in 29 papers in international journals and for these we have already obtained more than 130 citations. During the project 1 PhD dissertation has been succesfully defended and two others are submitted for defence.

Jan 1, 20090 citations

Kvantumos fázisátalakulások alacsony dimenziós mágneses és fermionrendszerekben = Quantum phase transitions in low-dimensional magnetic and fermionic systems

Jenő Sólyom, Gergely Barcza, K. Buchta +4 more

Az utóbbi évtizedekben a szilárdtest-fizikai kutatások homlokterébe került a mágneses vagy elektromos tulajdonságok szempontjából egy- vagy kétdimenziósnak tekinthető anyagok tanulmányozása. A pályázat során ilyen rendszereket, azok fizikai tulajdonságait vizsgáltuk analitikus és numerikus módszerekkel, illetve nagy erőfeszítést tettünk a jelenleg leghatékonyabbnak tűnő numerikus módszer, a sűrűségmátrixot alkalmazó renormálásicsoport-módszer algoritmikus fejlesztésére a kvantuminformáció-elmélet eszköztárának felhasználásával, és lehetővé tettük szennyezők szerepének vizsgálatára. A terveknek és a pályázat címének megfelelően különböző modellek, például spinlétrák, általánosított Hubbard-modellek, SU(n) szimmetriájú modellek fázisdiagramját és a kvantumos fázisátalakulások jellegét határoztuk meg. A magas spinű rendszerekben újfajta, egzotikus szuperfolyékony fázisok megjelenésére mutattunk rá mágnesesen polarizáció jelenlétében, és javaslatot tettünk annak kísérleti megfigyelhetőségére ultrahideg atomok rendszerében. A vezetési elektronok közötti korrelációkat is tartalmazó periodikus Anderson-Hubbard-modell esetén a Hubbard-fizika (Mott-átalakulás) és a Kondo-fizika (nehézfermionos viselkedés) versengésében határoztuk meg a kölcsönhatások szerepét. A Bethe-feltevéssel egzaktul megoldható rendszerekre analitikusan levezettük a szabadenergiához adódó vezető korrekciókat. | The physics of low-dimensional magnetic and fermionic systems is in the forefront of research in solid state physics. During the course of this project, we studied the physical properties of such systems both analytically and numerically, investing a lot of effort in the algorithmic development of the density-matrix renormalization-group (DMRG) method, using the concepts of quantum information theory. This allowed us, by combining DMRG with Wilson's numerical RG procedure, to extend the method to impurity problems. Following our research plan, we determined the phase diagram of various models, such as spin ladders, generalized Hubbard models and SU(n) symmetric models, and studied the quantum phase transitions in these systems. We have pointed out the possibility of exotic superfluid phases in magnetically polarized high-spin systems, and proposed experiments for their observation in ultracold atomic gases. We have studied the competition of Hubbard physics (Mott transition) and Kondo physics (heavy-fermion behavior) in extended periodic Anderson-Hubbard models, where correlations between conduction electrons and the interaction between conduction and localized electrons are taken into account. We have also determined the leading corrections to the free energy of exactly integrable systems.

Jan 1, 20120 citations