ϕ4ϕ4{\phi}^4 descripción del ferromagneto de Ising

Supongamos que el acoplamiento entre dos giros es C i , j < 0 , entonces la función de partición clásica viene dada por

Z = { s i } mi i , j s i k i j s j + h i s i
dónde k i j = β C i j y h = β H Después de la transformación de Hubbard-Stratonovich y algunas manipulaciones simples, obtenemos
Z = 1 d mi t ( 4 π k ) D ϕ mi i , j ϕ i k i j ϕ j + h i ϕ i + i yo norte ( C o s h ( 2 j k i j ϕ j ) )
donde se han sumado las configuraciones de espín.

Al tratar de aplicar bajo T perturbación, k i j es grande y positivo. Entonces, normalmente, la gente simplemente asume que se suprimirán las fluctuaciones fuertes, o más precisamente, se supone que | ϕ i | << 1 y que el perfil espacial del campo sea suave. Luego, con base en estas suposiciones, la expansión de campo medio estándar de Landau con una ϕ 4 se puede obtener el término.

Mi pregunta es: Después de la transformación, las variables ϕ i se supone que son números que fluctúan aleatoriamente y que pueden tomar valores arbitrarios. Sin embargo, la matriz k obviamente no es definida positiva y como resultado algunos grandes ϕ puede contribuir significativamente a la integración en lugar de ser suprimida. Además, con base en este mismo argumento, no parece haber ninguna razón para que el campo fluctuante sea suave. ¿Dónde falla mi argumento?

Respuestas (1)

La matriz k no tiene que ser positivo-definido, su espectro de valores propios solo necesita estar acotado a continuación. Entonces podemos simplemente cambiar K por una constante para llevar todo su espectro por encima de cero, de modo que la nueva matriz k es definida positiva. Desde s i 2 = 1 , esto simplemente cambia el hamiltoniano por una constante y vuelve a escalar la función de partición por una constante, lo que no afecta a ningún observable.