Ising系统零温动力学的Monte Carlo研究

来源 :曲阜师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:haili20102010
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本文采用Monte Carlo方法研究了二维Ising系统从高温淬火至零温的Glauber动力学演化过程,主要内容包括以下几个方面: 1.研究了系统初始位形的状态对系统演化的影响。对于初始磁化强度为零的位形(即方向向上和向下的自旋个数相等),发现演化终态(基态或条形态)具有某种对称性,如终态的磁化强度关于零对称;自旋方向向上的基态、方向向下的基态和条形态所占比例相同。对初始位形中磁化强度不等于零(即不同方向的自旋个数不相等)的情况,这种对称性会消失。 2.研究了系统长时演化出现的反常行为。在演化到一定阶段后,系统会出现一个极长的演化过程,导致一些物理量出现反常行为。如能量演化和”持续性”问题所遵守的幂律衰减会被打破,而出现一个演化过程中的平缓期。通过研究反常行为中磁化强度和能量的变化,发现磁化强度在整个演化过程中一直在波动,不能作为表征该反常行为的物理量,而系统能量在反常过程中保持不变,可以用此稳定能量值来表征系统演化中的反常行为。通过对比不同大小的晶格在反常行为发生时所对应的系统能量,发现对于基态实现(realization),该能量值为4/L,而对于条形态实现,该能量值接近2/L,这里L是晶格大小。 3.从基态和条形态位形入手,分析了动力学反常过程的原因。在基态实现中,对角线型位形结构的特殊性是造成基态演化出现反常行为的原因,而在条形态实现中,其极长的演化阶段发生在演化末期,所出现的锯齿状位形是造成条形态实现反常的原因。计算了这两种特殊位形的能量,所得结果与模拟结果相符。 4.计算了系统终态的能量。二维Ising系统终态只有两种一基态和条形态,基态能量为0,条形态中磁畴分界线条数绝大多数是2,其能量约等于2/L。根据基态和条形态的能量以及两者在模拟中出现的比例,系统终态的能量近似等于2/3L。 5.研究了Metropolis算法和Constraint算法对系统演化的影响。和Glauber动力学比较,发现Metropolis算法对动力学过程影响不大,而Constraint算法会使动力学结果产生明显变化。
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