Improving approximate solutions of the Ising model using many-particle spin correlations

Для теоретического анализа фазовых переходов в магнитных системах часто используется модель Изинга. Эта модель может служить точным описанием реальных систем. Кроме того, принцип универсальности позволяет распространить многие результаты, полученные для простых решеточных моделей Изинга и на более сложные системы. Однако точных решений для модели Изинга, практически нет. Фактически, единственным точным решением является решение Онзагера для квадратной решетки. Существуют, конечно, и приближенные методы решения, но они обладают принципиальными недостатками, а именно: приближенные методы дают завышенные оценки температуры Кюри и неправильно описывают особенности поведения системы вблизи точки фазового перехода. В настоящей работе показано, что существуют пути улучшения фактически любых приближенных методов. С помощью усреднения по обменным полям можно (в некоторых случаях) найти связь между спонтанной намагниченностью и средними произведениями трех и более соседних спинов. Используя эти связи, можно построить алгоритм улучшения приближенных решений. В работе найдены выражения для средних значений произведений трех соседних спинов в модели Изинга на решетках с координационными числами 3 и 4 как функции температуры и спонтанной намагниченности. С помощью этих выражений точное решение для модели Изинга на квадратной решетке сопоставляются с решениями, найденными приближенными методами. Предложен способ улучшения приближенных методов, применимый, в частности, к приближению Бете и приводящий к более точным значениям критической температуры и к изменению критического показателя температурной зависимости спонтанной намагниченности. Ключевые слова и словосочетания: фазовые переходы, модель Изинга, критические индексы.

Helicity Amplitudes for Generic Multibody Particle Decays Featuring Multiple Decay Chains

We present the general expression of helicity amplitudes for generic multibody particle decays characterised by multiple decay chains. This is achieved by addressing for the first time the issue of the matching of the final particle spin states among different decay chains in full generality for generic multibody decays, proposing a method able to match the exact definition of spin states relative to the decaying particle ones. We stress the importance of our result by showing that one of the matching methods used in the literature is incorrect, leading to amplitude models violating rotational invariance. The results presented are therefore relevant for performing numerous amplitude analyses, notably those searching for exotic structures like pentaquarks.

Out-of-equilibrium spin transport in mesoscopic superconductors

The excitations in conventional superconductors, Bogoliubov quasi-particles, are spin- fermions but their charge is energy-dependent and, in fact, zero at the gap edge. Therefore, in superconductors (unlike normal metals) spin and charge degrees of freedom may be separated. In this article, we review spin injection into conventional superconductors and focus on recent experiments on mesoscopic superconductors. We show how quasi-particle spin transport and out-of-equilibrium spin-dependent superconductivity can be triggered using the Zeeman splitting of the quasi-particle density of states in thin-film superconductors with small spin-mixing scattering. Finally, we address the spin dynamics and the feedback of quasi-particle spin imbalances on the amplitude of the superconducting energy gap. This article is part of the theme issue ‘Andreev bound states’.