Disorder effects in many-body systems  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
75324
Type K
Principal investigator Iglói, Ferenc
Title in Hungarian Rendezetlenségi effektusok soktest rendszerekben
Title in English Disorder effects in many-body systems
Keywords in Hungarian Rendezetlenség, kvantum rendszerek, összefonódás, nemegyensúlyi folymatok, extrém érték statisztika
Keywords in English Disorder, quantum systems, entanglement, nonequilibrium processes, extrem value statistics
Discipline
Physics (Council of Physical Sciences)100 %
Ortelius classification: Statistical physics
Panel Physics 1
Department or equivalent Theoretical Solid State Physics Department (Wigner Research Centre for Physics)
Participants Györgyi, Géza
Juhász, Róbert
Starting date 2009-01-01
Closing date 2013-12-31
Funding (in million HUF) 5.803
FTE (full time equivalent) 7.75
state closed project
Summary in Hungarian
A rendezetlenség minden létező anyag elkerülhetetlen velejárója, amelynek jelenléte azok fizikai tulajdonságait jelentősen módosíthatja. Ezen projekt keretében kvantumos és klasszikus rendszerekben fellépő rendezetlenségi effektusokat vizsgálunk, mind egyensúlyi, mind nemegyensúlyi körülmények között. Kvantum rendszerekben (pl. spinláncok, spinlétrák és alacsonydimenziós rácsok) összefonódási tulajdonságokat, valamint a Neumann-féle entrópia skálázási tulajdonságait fogjuk vizsgálni a (rendezetlen) kvantum kritikus pont környezetében, valamint az entrópia időbeli fejlődését a rendszer állapotának hirtelen megváltoztatását követően. Rendezetlen klasszikus rendszerekben (pl. véletlen kötésű Potts modell, véletlen terű Ising modell) a határfelület tulajdonságait, valamint a kritikus sűrüség profilok alakját fogjuk tanulmányozni. Nemegyensúlyi klasszikus részecskerendszerek esetén (pl. hajtott rácsgázok és reakció-diffúzió modellek) a stacionér állapot tulajdonságait, valamint nemegyensúlyi fázisátalakulások szingularitásait fogjuk vizsgálni rendezetlenség jelenlétében. Olyan problémák esetén, melyek fizikai jellemzőit ritka tartományok tulajdonságai határoznak meg (pl. Griffiths-féle szingularitások) az extrém statisztikákkal való lehetséges kapcsolat felderítését tüzzük ki célul.
Summary
Disorder is an inevitable feature of real materials and in many cases it can strongly influence their physical properties. In this project we consider disorder effects in quantum and classical systems both at and out-off equilibrium. In quantum systems (spin chains, ladders, low-dimensional lattices) we are going to study the entanglement properties and the scaling behaviour of the von-Neumann entropy in the vicinity of the (random) quantum critical point at zero temperature, as well as its evaluation after a sudden quench in the system. In random classical systems (random bond Potts model, random field Ising model) we are going to study interfacial properties as well as density profiles at the critical point. In non-equilibrium classical particle systems, such as driven lattice gases and reaction-diffusion models we are going to study the properties of the steady states as well as non-equilibrium phase transitions in the presence of disorder. In problems with rare region effects (such as Griffiths singularities) we study possible relation with extreme value statistics.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A rendezetlenségi effektusok soktest rendszerekben téma keretében a következő területeken értünk el jelentős eredményeket: Kvantum rendszerek összefonódása témakörben inhomogenitások és rendezetlenség jelenlétében a kritikus pontbeli összefonódási entrópia szingularitásának meghatározása egyensúlyi és nemegyensúlyi esetben különböző dimenziókban. Rendezetlen klasszikus és kvantumrendszerek fázisátalakulásai (hatékony algoritmus kifejlesztése az erős rendezetlenségi renormálási csoport alkalmazására magasabb dimenziós kvantum rendszerekre; kétdimenziós kritikus perkoláció és a Potts modell esetén a fürtök számának sarokjárulékának egzakt meghatározása). Fázisátalakulások és dinamikai folyamatok nem-egyensúlyi rendszerekben (kvantum kvencs dinamikájának származtatása kváziklasszikus tárgyalás segítségével transzverz terű Ising és XY-modellben; rendezetlen és kváziperiodikus spin láncok nemegyensúlyi relaxációjának meghatározása; hálózatok dinamikus skálaviselkedése: Griffiths fázisok kimutatása; diffúzió vizsgálata véletlen erőtér jelenlétében). Extrém érték statisztika: renormálási csoport tárgyalás bevezetése és alkalmazása a plasztikus megfolyás jelenségére diszlokáció rendszerekben. Számszerű eredmények: 39 IF-es cikk, összesített IF: 112,701, 1 PhD-fokozat, 1 MSc diplomamunka.
Results in English
In the projekt: disorder effects in many body systems the following significant results were obtained: In the topic of entanglement of quantum systems we have calculated the singular behaviour of the critical point entanglement entropy in the presence of inhomogeneities and quenched disorder, both in equilibrium and out-of-equilibrium. Phase transitions of disordered classical and quantum systems (development of efficient simulation algorithm for the application of the strong disorder renormalisation group for higher dimensional quantum systems; for two-dimensional critical percolation and for the Potts model exact calculation of the corner contribution of the cluster numbers). Phase transitions and dynamical processes in out-of-equilibrium systems (derivation of the results of quantum quench for transverse Ising and XY models by semiclassical methods; calculation of non-equilibrium dynamics in disordered and quasi-periodic quantum spin chains; dynamical scaling behavior of networks; observation of Griffith phases; study of diffusion in the presence of random forces). Extreme value statistics: Introduction a renormalization group description and application for the plastic flow process in dislocation systems. Summary: 39 peer reviewed papers, total IF: 112.701; 1 PhD-degree, 1 MSc dissertation.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=75324
Decision
Yes





 

List of publications

  
I. A. Kovács and F. Iglói: Universal logarithmic terms in the entanglement entropy of 2d, 3d and 4d random transverse-field Ising models, EPL 97, 67009, 2012
F. Iglói, Zs. Szatmári, and Y.-C. Lin:: Entanglement entropy dynamics of disordered quantum spin chains, Phys. Rev. B 85, 094417, 2012
B. Blass, H. Rieger and F. Iglói: Quantum relaxation and finite size effects in the XY chain in a transverse field after global quenches, EPL 99, 30004, 2012
I. A. Kovács, F. Iglói and J. Cardy: Corner contribution to percolation cluster numbers, Phys. Rev. B 86, 214203, 2012
I. A. Kovács and F. Iglói: Boundary critical phenomena of the random transverse Ising model in $D \ge 2$ dimensions, Phys. Rev. B 87, 024204, 2013
R. Juhász: Competition between quenched disorder and long-range connections: A numerical study of diffusion, Phys. Rev. E 85, 011118, 2012
R. Juhász, G. Ódor, C. Castellano and M. A. Muñoz: Rare region effects in the contact process on networks, Phys. Rev. E 85, 066125, 2012
R. Juhász: The effect of asymmetric disorder on the diffusion in arbitrary networks, EPL 98, 30001, 2012
R. Juhász and G. Ódor: Anomalous coarsening in disordered exclusion processes, J. Stat. Mech. P08004, 2012
F. Iglói, G. Roósz, and Y.-C. Lin: Nonequilibrium quench dynamics in quantum quasicrystals, New J. Phys. 15, 023036, 2013
J-Ch. Anglés d'Auriac and F. Iglói: Locally self-similar phase diagram of the disordered Potts model on the hierarchical lattice, Phys. Rev. E 87, 022103, 2013
I. A. Kovács, E. M. Elci, M. Weigel and F. Iglói: Corner contribution to cluster numbers in the Potts models, arXiv:1311.4186, 2014
F. Iglói, G. Roósz, and L. Turban: Evolution of the magnetization after a local quench in the critical transverse-field Ising chain, J. Stat. Mech. (submitted), 2014
R. Juhász: Disordered contact process with asymmetric spreading, Phys. Rev. E 87, 022103, 2013
R. Juhász: Extinction transition in stochastic population dynamics in a random, convective environment, J. Stat. Mech. P10023, 2013
R. Juhász and I . A. Kovács: Infinite randomness critical behavior of the contact process on networks with long-range connections, J. Stat. Mech. P06003, 2013
R. Juhász: Distribution of dynamical quantities in the contact process, random walks and quantum spin chains in random environments, arXiv:1312.3771, 2014
P. D. Ispánovity, Á. Hegyi, I. Groma, G. Györgyi, K. Ratter, D. Weygand: Average yielding and weakest link statistics in micron-scale plasticity, ACTA MATERIALIA 61, 6234, 2013
I.A. Kovács: Infinitely Disordered Critical Behavior in Higher Dimensional Quantum Systems, ELTE TEO, 2012
G. Roósz: Kváziperiodikus kvantum Ising modell nem egyensúlyi relaxációja, ELTE TTK, 2012
V. Eisler, F. Iglói and I. Peschel: Entanglement in spin chains with gradients, J. Stat. Mech. P02011, 2009
F. Iglói, Zs. Szatmári, and Y.-C. Lin: Entanglement entropy with localized and extended interface defects, Phys. Rev. B 80, 024405, 2009
M. Karsai, J-Ch. Anglés d'Auriac, and F. Iglói: Nonequilibrium dynamics of fully frustrated Ising models at T=0, J. Stat. Mech. P07044, 2009
F. Iglói and L. Turban: Disordered Potts model on the diamond hierarchical lattice: Numerically exact treatment in the large-q limit, Phys. Rev. B 80, 134201, 2009
I.A. Kovács and F. Iglói: Critical behavior and entanglement of the random transverse-field Ising model between one and two dimensions, Phys. Rev. B 80, 214416, 2009
F. Iglói and I. Peschel: On reduced density matrices for disjoint subsystems, EPL 89, 40001, 2010
R. Juhász and F. Iglói: Anomalous diffusion in disordered multi-channel systems, J. Stat. Mech. P03012, 2010
R. Juhász: A non-conserving coagulation model with extremal dynamics, J. Stat. Mech. P03033, 2009
R. Juhász and G. Ódor: Scaling behavior of the contact process in networks with long-range connections, Phys. Rev. E 80, 041123, 2009
I. A. Kovács and F. Iglói: Renormalization group study of the two-dimensional random transverse-field Ising model, Phys. Rev. B 82, 054437, 2010
R. Juhász: Dynamics at barriers in bidirectional two-lane exclusion processes, J. Stat. Mech. P03010, 2010
M. Karsai, J-Ch. Anglés d'Auriac, and F. Iglói: Interface mapping in two-dimensional random lattice models, J. Stat. Mech. P08027, 2010
F. Iglói, M. Pleimling, and L. Turban: Nonequilibrium phase transition in a driven Potts model with friction, Phys. Rev. E83, 041110, 2011
I. A. Kovács and F. Iglói: Infinite disorder scaling of random quantum magnets in three and higher dimensions, Phys. Rev. B 83, 174207, 2011
F. Iglói and H. Rieger: Quantum relaxation after a quench in systems with boundaries, Phys. Rev. Lett. 106, 035701, 2011
M. A. Muńoz, R. Juhász, C. Castellano, G. Ódor: Griffiths phases on complex networks, Phys. Rev. Lett. 105, 128701, 2010
G. Ódor, R. Juhász, C. Castellano, M. A. Muńoz: Griffiths phases in the contact process on complex networks, arXiv:1010.4413, 2010
G. Györgyi, N. R. Moloney, K. Ozogány, Z. Rácz, and M. Droz: Renormalization-group theory for finite-size scaling in extreme statistics, Phys. Rev. E 81, 041135, 2010
E. Bertin and G. Györgyi: Renormalization flow in extreme value statistics, J. Stat. Mech. P08022, 2010
I. A. Kovács and F. Iglói: Renormalization group study of random quantum magnets, J. Phys.: Condens. Matter 23, 404204, 2011
P. Lajkó and F. Iglói: Numerical study of the critical behavior of the Ashkin-Teller model at a line defect, J. Stat. Mech. P05025, 2011
U. Divakaran, F. Iglói, H. Rieger: Non-equilibrium quantum dynamics after local quenches, J. Stat. Mech. P10027, 2011
H. Rieger and F. Iglói: Semi-classical theory for quantum quenches in finite transverse Ising chains, Phys. Rev. B 84, 165117, 2011
R. Juhász: Mean field treatment of exclusion processes with random-force disorder, J. Stat. Mech. P11010, 2011



Back »