물리:구면_p-스핀_유리_모형

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물리:구면_p-스핀_유리_모형 [2026/05/26 09:09] – [무작위 평균] admin물리:구면_p-스핀_유리_모형 [2026/05/26 10:03] (current) – [무작위 평균] admin
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-===카바냐 등(1999)의 계산(작성 중)===+===카바냐 등(1999)의 계산===
 먼저 $q \equiv N^{-1} \sum_i m_i^2$이고 온사거 반응 항을 $g(q) \equiv -(\beta/4) \left[ (p-1)q^p - pq^{p-1} +1\right]$라고 했을 때 다음과 같은 표현식들을 적어보자: 먼저 $q \equiv N^{-1} \sum_i m_i^2$이고 온사거 반응 항을 $g(q) \equiv -(\beta/4) \left[ (p-1)q^p - pq^{p-1} +1\right]$라고 했을 때 다음과 같은 표현식들을 적어보자:
 \begin{eqnarray*} \begin{eqnarray*}
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 &\xrightarrow[n\to 0]{} & -\frac{1}{4} \omega^2 \left(s_1^p - s_0^p \right) + \frac{p}{4} I\omega \left( t_1^p s_1^{p-1} - t_0 s_0^{p-1} \right). &\xrightarrow[n\to 0]{} & -\frac{1}{4} \omega^2 \left(s_1^p - s_0^p \right) + \frac{p}{4} I\omega \left( t_1^p s_1^{p-1} - t_0 s_0^{p-1} \right).
 \end{eqnarray*} \end{eqnarray*}
 +이들을 짜맞추되 $\Sigma$의 전체적인 부호는 아래처럼 쓰는 것이 옳은 결과를 준다:
 \begin{eqnarray*} \begin{eqnarray*}
-\Sigma(f) &=& \frac{1}{4} \omega^2 \left(s_1^p - s_0^p \right) \frac{p}{4} I\omega \left( t_1 s_1^{p-1} - t_0 s_0^{p-1} \right) +\Sigma(f) &=& -\frac{1}{4} \omega^2 \left(s_1^p - s_0^p \right) \frac{p}{4} I\omega \left( t_1 s_1^{p-1} - t_0 s_0^{p-1} \right) 
-I\omega \left[ \frac{1}{2\beta} \ln (1-s_1) - g(s_1) + f \right] +I\omega \left[ \frac{1}{2\beta} \ln (1-s_1) - g(s_1) + f \right] 
-\frac12 \frac{t_0}{t_1-t_0} \frac12 \ln (t_1-t_0) +\frac12 \frac{t_0}{t_1-t_0} 
--\frac12 \frac{t_0 + I\omega s_0}{t_1-t_0 + I\omega(s_1-s_0)} -\frac12 \ln\left[ t_1-t_0 + I\omega(s_1-s_0) \right].+\frac12 \ln (t_1-t_0) 
 +\frac12 \frac{t_0 + I\omega s_0}{t_1-t_0 + I\omega(s_1-s_0)} 
 +\frac12 \ln\left[ t_1-t_0 + I\omega(s_1-s_0) \right].
 \end{eqnarray*} \end{eqnarray*}
 $z\equiv t_1-t_0 + I\omega(s_1-s_0)$로 정의하고 [[수학:안장점_근사|안장점 근사]]를 사용하고자 극소점을 찾아보면: $z\equiv t_1-t_0 + I\omega(s_1-s_0)$로 정의하고 [[수학:안장점_근사|안장점 근사]]를 사용하고자 극소점을 찾아보면:
 \begin{eqnarray*} \begin{eqnarray*}
-0 &=& \left(\frac{2}{I\omega}\right) \frac{\partial \Sigma}{\partial s_1} = I\omega\frac{p}{2} s_1^{p-1} \frac{p(p-1)}{2} t_1 s_1^{p-2} \left[ \frac{1}{\beta(1-s_1)} + 2g'(s_1) \right] \frac{t_0+I\omega s_0}{z^2} \frac{1}{z}\\ +0 &=& \left(\frac{2}{I\omega}\right) \frac{\partial \Sigma}{\partial s_1} = I\omega\frac{p}{2} s_1^{p-1} \frac{p(p-1)}{2} t_1 s_1^{p-2} \left[ \frac{1}{\beta(1-s_1)} + 2g'(s_1) \right] \frac{t_0+I\omega s_0}{z^2} \frac{1}{z}\\ 
-0 &=& \left(\frac{2}{I\omega}\right) \frac{\partial \Sigma}{\partial s_0} = I\omega \frac{p}{2} s_0^{p-1} \frac{p(p-1)}{2} t_0 s_0^{p-2} \frac{t_0 + I\omega s_0}{z^2}\\ +0 &=& \left(\frac{2}{I\omega}\right) \frac{\partial \Sigma}{\partial s_0} = I\omega \frac{p}{2} s_0^{p-1} \frac{p(p-1)}{2} t_0 s_0^{p-2} \frac{t_0 + I\omega s_0}{z^2}\\ 
-0 &=& 2 \frac{\partial \Sigma}{\partial t_1} = -I\omega \frac{p}{2} s_1^{p-1} \frac{t_0}{(t_1-t_0)^2} \frac{1}{t_1-t_0} \frac{t_0+I\omega s_0}{z^2} \frac{1}{z}\\ +0 &=& 2 \frac{\partial \Sigma}{\partial t_1} = I\omega \frac{p}{2} s_1^{p-1} \frac{t_0}{(t_1-t_0)^2} \frac{1}{t_1-t_0} \frac{t_0+I\omega s_0}{z^2} \frac{1}{z}\\ 
-0 &=& 2 \frac{\partial \Sigma}{\partial t_0} = I\omega \frac{p}{2} s_0^{p-1} \frac{t_0}{(t_1-t_0)^2} \frac{t_0+I\omega s_0}{z^2}.+0 &=& 2 \frac{\partial \Sigma}{\partial t_0} = I\omega \frac{p}{2} s_0^{p-1} \frac{t_0}{(t_1-t_0)^2} \frac{t_0+I\omega s_0}{z^2}.
 \end{eqnarray*} \end{eqnarray*}
-두 번째 식에서 네 번째 식을 빼어 $t_0=0$을 택하고, 첫 번째 식에서 세 번째 식을 빼어 $t_1 = \beta(1-s_1)$을 택한다. 이 결과를 대입하면 $s_0=0$인데, 임의의 $N$차원 벡터 두 개는 $N\to\infty$에서 직교하기 마련이므로 이는 직관에 부합한다. 이 결과들을 세 번째 방정식에 대입하면 결국 $I\omega$를 $s_1$의 함수로 적을 수 있게 된다. 이를 다시 $\Sigma(f)$에 대입하면, +두 번째 식에서 네 번째 식을 빼어 $t_0=0$을 택하고, 첫 번째 식에서 세 번째 식을 빼어 $t_1 = \beta(1-s_1)$을 택한다. 이는 자유 에너지가 가지는 곡률의 역수로서 요동을 기술하는 $t_1$을 자기 감수율(magnetic susceptibility)과 연결시킨다 ([[수학:인자_그래프|온사거 보정항]] 참조). 이 결과들을 대입하면 $s_0=0$인데, 임의의 $N$차원 벡터 두 개는 $N\to\infty$에서 직교하기 마련이므로 이것도 직관에 부합한다. 이 결과들을 위 세 번째 방정식에 대입하면 결국 $I\omega = 2/\left[ p\beta (1-s_1) s_1^{p-1} \right] - \beta (1-s_1)/s_1$처럼 $I\omega$를 $s_1$에 대해 고쳐 적을 수 있게 된다. 이를 다시 $\Sigma(f)$에 대입하면, 
-$$\Sigma(f) = -\frac{1}{4}\beta^2 (1-p)(1-s_1)^2 s_1^{p-2} \frac{1}{p^2\beta^2 (1-s_1)^2 s_1^{p-2}} \frac{1}{p} \frac12 \frac12 \ln \left[ \frac{p}{2} \beta^2 (1-s_1)^2 s_1^{p-2} \right]I\omega \left[ \frac{1}{2\beta} \ln (1-s_1) - g(s_1) + f \right].$$+$$\Sigma(f) = \frac{1}{4}\beta^2 (1-p)(1-s_1)^2 s_1^{p-2} \frac{1}{p^2\beta^2 (1-s_1)^2 s_1^{p-2}} \frac{1}{p} \frac12 \frac12 \ln \left[ \frac{p}{2} \beta^2 (1-s_1)^2 s_1^{p-2} \right] I\omega \left[ \frac{1}{2\beta} \ln (1-s_1) - g(s_1) + f \right].$$
 $\omega$에 대해서도 미분이 0이 될 것을 요구하면 $\omega$에 대해서도 미분이 0이 될 것을 요구하면
 \begin{eqnarray*} \begin{eqnarray*}
-0 &=& \omega \frac{\partial \Sigma}{\partial \omega} = \frac12 \omega^2 s_1^p \frac{p}{4} I\omega t_1 s_1^{p-1} I\omega \left[ \frac{1}{2\beta} \ln (1-s_1) - g(s_1) + f \right] \frac{I\omega s_1}{2z}\\+0 &=& \omega \frac{\partial \Sigma}{\partial \omega} = -\frac12 \omega^2 s_1^p \frac{p}{4} I\omega t_1 s_1^{p-1} I\omega \left[ \frac{1}{2\beta} \ln (1-s_1) - g(s_1) + f \right] \frac{I\omega s_1}{2z}\\
 I\omega \left[ \frac{1}{2\beta} \ln (1-s_1) - g(s_1) + f \right]  &=& \frac12 \omega^2 s_1^p - \frac{p}{4} I\omega t_1 s_1^{p-1}- \frac{I\omega s_1}{2z}\\ I\omega \left[ \frac{1}{2\beta} \ln (1-s_1) - g(s_1) + f \right]  &=& \frac12 \omega^2 s_1^p - \frac{p}{4} I\omega t_1 s_1^{p-1}- \frac{I\omega s_1}{2z}\\
 &=& -1 + \frac{2}{p} - \frac{2}{p^2 \beta^2 (1-s_1)^2 s_1^{p-2}} - \frac12 \beta^2 (1-p)(1-s_1)^2 s_1^{p-2}. &=& -1 + \frac{2}{p} - \frac{2}{p^2 \beta^2 (1-s_1)^2 s_1^{p-2}} - \frac12 \beta^2 (1-p)(1-s_1)^2 s_1^{p-2}.
 \end{eqnarray*} \end{eqnarray*}
 +따라서 복잡도는 아래처럼 구해지고
 +$$\Sigma(f) = - \frac{1}{4}\beta^2 (1-p)(1-s_1)^2 s_1^{p-2} - \frac{1}{p^2\beta^2 (1-s_1)^2 s_1^{p-2}} + \frac{1}{p} - \frac12 - \frac12 \ln \left[ \frac{p}{2} \beta^2 (1-s_1)^2 s_1^{p-2} \right],$$
 +이는 크리산티와 좀머스(1995)의 계산과 일치한다. 더 자세히 들여다보면 $\omega$가 복제 대칭성 깨짐이 일어나는 점인 $x$에 대응되기 때문에, 비록 앞에서 대칭적인 $S_{ab}$와 $T_{ab}$를 가정했지만 이로부터 계산되는 복잡도는 모형의 정적인 상태를 1RSB의 차원에서 기술함을 논할 수 있다.
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 =====일반화된 자유 에너지===== =====일반화된 자유 에너지=====
 평형 분배 함수 $Z$를 다음처럼 적어보자: 평형 분배 함수 $Z$를 다음처럼 적어보자:
  • 물리/구면_p-스핀_유리_모형.1779754165.txt.gz
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