¿Es el Ising CFT diferente del Majorana CFT?

Si por ' Ising CFT ' me refiero a la teoría del campo conforme que describe la cadena cuántica crítica de Ising H = norte ( σ norte z σ norte X σ norte + 1 X ) y por ' Majorana CFT ' me refiero a la teoría de campo conforme que describe su transformada de Jordan-Wigner (o para los entusiastas de la teoría de campo, S d 2 X ( x ~ x + x ~ x ~ ) ), ¿es cierto que a pesar de que ambos son CFT con C = 1 2 son de hecho diferentes CFT ?

Claramente, cualquier cosa que se pueda calcular para uno se puede calcular en el otro idioma (ya que se asignan entre sí), sin embargo, parece que su física es bastante diferente (de la misma manera que la cadena de Ising cuántica que rompe la simetría se asigna a la cadena topológica de Kitaev ). En particular, el Ising CFT tiene las tres primarias 1 , ϵ , σ con las respectivas dimensiones conformes ( 0 , 0 ) , ( 1 2 , 1 2 ) y ( 1 dieciséis , 1 dieciséis ) . Por otro lado el Majorana CFT tiene las tres primarias 1 , x , x ~ con las respectivas dimensiones conformes ( 0 , 0 ) , ( 1 2 , 0 ) y ( 0 , 1 2 ) . Es cierto que puedo escribir los primarios de uno como operadores no locales en el otro (por ejemplo, el σ del Ising CFT se puede escribir como un objeto fibroso en el lenguaje fermiónico), pero dado que los primarios son, por definición, objetos locales, no llamo primarios a esos objetos no locales , ¿correcto?

No quiero hacer de esto una cuestión de semántica, sino de física. Me gustaría obtener confirmación (o refutación) de la diferencia física entre estos dos CFT. En particular, me pregunto hasta qué punto debería (no) considerar la σ operador un primario en el Majorana CFT. Dos posibles criterios físicos vienen a la mente:

  1. Si hago una escala de tamaño finito de la cadena crítica de Ising, al observar el espectro de energía, puedo, por ejemplo, extraer el 1 dieciséis + 1 dieciséis = 1 8 dimensión de escala. Tengo entendido que una escala de tamaño finito de la cadena crítica de Majorana no daría esa dimensión de escala. Este sería un criterio objetivo para decir que los primarios de ambos CFT son distintos.
  2. Si, por ejemplo, mirara algo como tr q L 0 para el Majorana CFT, ¿habría un 1 dieciséis ¿contribución? Tengo entendido que si observo la función de partición (un objeto relacionado pero ligeramente diferente) de Majorana CFT, entonces, dependiendo de las condiciones de contorno de los fermiones, obtengo (no) esa contribución. En particular, si tomo condiciones de frontera periódicas en el espacio y el tiempo para mi Majorana, entonces la invariancia modular no implica la presencia de esa 1 dieciséis dimensión conforme. La parte de la que no estoy seguro: ¿son esas condiciones de contorno las que son naturales si vivo puramente en el lado fermiónico? (A primera vista parecería que sí, pero mi lectura de Di Francesco et al. [para aquellos curiosos: sección 10.3, p346] parece implicar que las condiciones límite antiperiódicas en el tiempo son naturales para los fermiones debido a la ordenación temporal, luego nuevamente no lo digas con esas palabras, ¡así que mi lectura podría estar equivocada!)

Respuestas (1)

Yo diría que mientras que el Ising CFT es un CFT del tipo habitual, el Majorana CFT es un objeto más refinado que puede examinarse en cualquier estructura de espín en la superficie del espacio-tiempo. Los dos están relacionados por bosonización. Es decir, la CFT de Ising se obtiene a partir de la CFT de Majorana sumando todas las estructuras de espín posibles, ponderadas por el invariante Arf. Esto significa que diferentes estados (equivalentemente operadores de vértice) de los estados de Ising CFT pueden estar en diferentes sectores de estructura de espín (antiperiódico o periódico) de Majorana CFT. Creo que esta relación entre las funciones de partición se puede encontrar en el gran libro amarillo. Anton Kapustin y yo también escribimos un poco sobre esto en este artículo (pdf) a partir de la página 4.

Actualización: Escribí sobre la bosonización de los fermiones libres de Majorana y Dirac en 1+1D con gran detalle en un artículo reciente, que puede leer en arxiv .

Perdón por responder una pregunta anterior, pero no es obvio para mí cómo los CFT de Ising y Majorana están relacionados por la transformación JW. Ingenuamente, tomando el modelo de Ising en su forma discreta y realizando una transformación JW, obtenemos una teoría de Majorana que es periódica /solo/ cuando la paridad del fermión es par, y antiperiódica /solo/ cuando la paridad del fermión es impar. Pero de alguna manera, cuando vamos a los CFT continuos, esta distinción entre paridad par/impar se pierde y simplemente sumamos todas las diferentes estructuras de espín. Tengo dificultades para entender rigurosamente cómo sucede eso.
Hola, @HenryShackleton, puedes consultar aquí arxiv.org/abs/1701.08264 en la sección 2.1 para ver cómo se supone que deben coincidir los sectores. Debería poder derivar esto de JW.
Gracias, creo que todavía tengo problemas para ver la correspondencia entre los dos modelos. Si sumamos todas las diferentes estructuras de espín en la teoría del fermión, entonces, de acuerdo con este artículo, estamos sumando tanto el Z 2 -retorcido y Z 2 -sector no torcido de la teoría bosónica? ¿Significa esto que la Ising CFT incluye condiciones de contorno tanto periódicas como antiperiódicas en la cadena cuántica de Ising?
Además, dice que el bosónico Z 2 -el sector sin torsión corresponde a los sectores NS y R con paridad uniforme de fermiones, que no es lo que hace la transformación JW en la cadena cuántica de Ising - el acoplamiento entre el último y el primer fermión después de la transformación JW es Exp ( i π i C i C i ) , que impone condiciones de contorno periódicas si la paridad de fermiones es par, y condiciones de contorno antiperiódicas si la paridad de fermiones es impar. Usando la notación del papel, hubiera esperado que B 0 = F R + F norte S .
@HenryShackleton Creo que tal vez lo confuso es que lo que parece periódico en los operadores de giro es en realidad antiperiódico para los campos. De hecho, recuerde que incluso lejos de cualquier límite, alrededor de un pequeño círculo que delimita un disco, un campo de fermiones debe tener BC antiperiódica. La paridad de fermiones del estado fundamental de un cable de Kitaev con estructura de espín periódico debe ser impar, por ejemplo.
@HenryShackleton con respecto al Ising CFT, en general, la bosonización relaciona el Ising CFT acoplado a un campo de calibre Z / 2 de fondo (no resumido), al Majorana CFT acoplado a una estructura de giro (tampoco resumido).