Ceros de Lee-Yang, cómo definir la actividad

Estoy estudiando el teorema de Lee-Yang siguiendo el Volumen I, Sección 3.2 del Itzykson and Drouffefamoso libro.

Al hacerlo, me he topado con un dilema que, aunque a primera vista es casi insignificante, plantea algunos problemas reales al llevar a cabo límites críticos posteriormente.

Consideran un modelo de Ising en forma arbitraria norte gráfico de sitios, con L el número total de enlaces. Habiendo definido lo siguiente

ρ i = mi 2 h i τ = mi 2 β
inmediatamente escriben la función de partición como
Z norte = 1 2 norte Exp { β L + i h i } PAG ( τ , { ρ i } )
con
PAG ( τ , { ρ i } ) = σ i = ± 1 Exp { β < i j > ( σ i σ j 1 ) + i h i ( σ i 1 ) }
y la suma < i j > se ejecuta en todos los enlaces.

Entonces, aunque no escriben esto ellos mismos, supongo que es bastante obvio que están considerando un sistema descrito por un hamiltoniano casi del siguiente tipo ( lea EDIT 1 ):

H = 1 2 < i j > σ i σ j i h i σ i
Ahora, lo que no entiendo es la falta de β en los términos del campo externo del polinomio y el prefactor del polinomio interno Z norte .

De hecho, haciendo el cálculo yo mismo con el hamiltoniano de arriba, termino con algo como esto

Z norte = 1 2 norte Exp { β L + β i h i } PAG ( τ , { ρ i } )
con
PAG ( τ , { ρ i } ) = σ i = ± 1 Exp { β < i j > ( σ i σ j 1 ) + β i h i ( σ i 1 ) }

Si bien todavía no entiendo la falta de β en el libro, uno puede encontrar que poco o nada cambia (por muchos cálculos que realizan) redefiniendo

ρ i = mi 2 β h i
y, de hecho, por lo que puedo leer en línea, esta es la definición habitual de fugacidad o actividad (el teorema LY establece que todos los ceros de la función de partición son uno en el círculo unitario del plano complejo de actividad).

Pero, por ejemplo, surge un problema al calcular los límites críticos del polinomio. Cuando T ( β 0 , τ 1 ), el libro afirma que PAG = PAG ( 1 , ρ ) = ( 1 + ρ ) norte (uno cero, con norte multiplicidad) con ρ = mi 2 h (habiendo considerado, por simplicidad, un campo externo uniforme). De hecho, uno puede verificar

límite β 0 PAG ( τ , { ρ } ) = σ i = ± 1 Exp { h i ( σ i norte 1 ) } = i norte σ i = ± 1 Exp { h ( σ i 1 ) } = ( 1 + ρ ) norte

Pero el resultado cambia si se considera el polinomio PAG en lugar de PAG .

¿Qué estoy haciendo mal? ¡Gracias de antemano por cualquier ayuda!


EDITAR 1

Si este Santo Grial de un manual no presenta errores, el hamiltoniano real que los autores están considerando tiene la siguiente forma:

H = 1 2 < i j > σ i σ j 1 β i h i σ i
Pero, ¿por qué y, más importante aún, cómo se debe definir tal hamiltoniano? ¿No es incorrecto por motivos dimensionales?


EDITAR 2

De hecho, unas páginas más arriba, afirman

ingrese la descripción de la imagen aquí

Pero de nuevo, ¿cómo es eso correcto? Para omitir arbitrariamente una variable relevante ( β ) sólo a partir de un término de toda la fórmula, variable que luego es crucial en los límites críticos antes mencionados T y T 0 !

¡Estoy seguro de que me debo estar perdiendo algo, pero realmente no puedo entender qué!

Respuestas (1)

La constante de una interacción de espín con un campo magnético externo tiene la dimensión de energía y es independiente de la temperatura. A menudo (en otros libros de texto) se denota como h . Y la constante de interacción de los espines más cercanos es como j (a menudo la constante adimensional k = β j es presentado). En este libro de texto (Itzykson y Drouffe), β ( I t z y k s o norte ) = β j , h ( I t z y k s o norte ) = β h = β ( I t z y k s o norte ) h / j , dónde h , j tienen la dimensión de energía y β = 1 / k T , k es la constante de Boltzmann. Así que "el verdadero campo externo es proporcional a"... h ( I t z y k s o norte ) / β ( I t z y k s o norte )

Entonces β ( I t z y k s o norte ) y h ( I t z y k s o norte ) son adimensionales?
si, adimensional
Eso tiene sentido analíticamente pero plantea las mismas perplejidades teóricas: h ( I t z y k s o norte ) no es verdad β -independiente y esto no debe olvidarse al realizar los límites β y β 0 , ¿deberia?
Quiero decir, uno puede redefinir los términos dentro de una fórmula como prefiera, pero realmente no puede olvidar qué es qué, ¡el profundo significado físico de cada término! En este caso, por ejemplo, ¿cómo se puede ignorar el hecho de que h ( I t z y k s o norte ) β 0 0 ? (y eso es cierto incluso cuando la beta que va a 0 Es el nuevo β ( I t z y k s o norte ) ) Estoy seguro de que hay una explicación sólida para esto, pero no puedo resolverlo.
h(Itzykson) no es en absoluto una constante de campo, es un producto de una constante de campo y β
Eso es exactamente lo que estoy diciendo: sólo si h ( I t z y k s o norte ) realmente era un campo magnético externo constante, no se vería afectado al tomar los límites críticos de temperatura (o al tratar con cosas que dependen de la temperatura en general, en realidad), ¡pero ese no es el caso! Dicho todo esto, sé que generaciones de física han estudiado en este libro de texto, así que, nuevamente, estoy seguro de que debo estar equivocado, ¡pero no saber por qué es realmente frustrante!
No entiendo muy bien la razón de su perplejidad en este caso, creo que hay razones más convincentes para estar perplejo, vea, por ejemplo, las fórmulas (83), (84) en la página 136: ¿cómo puede una raíz cuadrada desaparecer? :) (Por supuesto, esto es un error puramente matemático)