Stability of spin-liquid phases against environment-induced dissipation

É de grande interesse compreender o impacto do acoplamento de fases líquidas quânticas a diferentes ambientes. Neste trabalho, estudamos a estabilidade da fase líquida de Luttinger relativamente a dissipação induzida pelo ambiente. Para concretizar este objetivo, desenvolvemos um método de Monte Carlo quântico no formalismo de integral de caminho em tempo contínuo com updates de Worm.

As recentemente desenvolvidas wormhole updates, que permitem a simulação eficiente de sistemas quânticos abertos, foram adaptadas ao nosso método. Mostramos a validade da nossa técnica testando-a em relação aos resultados do modelo de spin-bosão provenientes de simulações de Monte Carlo quântico anteriores.

Também comparamos os nossos resultados para o modelo de Bose-Hubbard dissipativo de um e dois sítios relativamente a diagonalização exata. Estudamos, então, o modelo unidimensional de Bose-Hubbard num contexto não dissipativo e dissipativo. No caso dissipativo, o sistema é acoplado a um banho de osciladores de tal forma que o sistema e o banho podem trocar energia e partículas, mas o número total de bosões é conservado.

Descobrimos que a fase líquida de Luttinger é instável para qualquer acoplamento infinitesimal a um banho ôhmico, o que induz, no seu lugar, uma fase superfluida ordenada onde a simetria U(1) é quebrada espontaneamente. Estes resultados são também apoiados por um argumento de contagem de potências. A fase de Mott permanece uma fase distinta para pequeno acoplamento ao banho, mas adquire uma compressibilidade divergente no limite termodinâmico. Para um acoplamento ao banho mais forte, observamos uma transição de fase quântica desta fase para a fase superfluída ordenada.