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Study on highly accurate analysis and critical universality for topological phase transitions by the use of the improved dynamical scaling

Research Project

Project/Area Number 19K03666
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 13010:Mathematical physics and fundamental theory of condensed matter physics-related
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

Ozeki Yukiyasu  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (70214137)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords動的スケーリング解析 / 非平衡緩和法 / トポロジカル転移 / スピングラス転移 / フラストレーション系 / パーコレーション / カーネル法 / トポロジカル相転移 / 動的スケーリング / スピングラス / 臨界普遍性
Outline of Research at the Start

Koterlitz-Thouless (KT) 転移に始まるトポロジカル相転移系では非常に遅い緩和によるシミュレーションの難しさが共通の課題になっている。非平衡緩和法は、遅い緩和によって平衡シミュレーションに困難を来たす系に、系統的な数値解析を実現してきた。さらに最近、ベイズ推定とカーネル法を利用して、動的スケーリング解析が改良され、汎用で高信頼・高効率な解析法に発展した。この方法を活用して論争されている諸問題の解決や、普遍性クラスに関する議論を深化させる。さらに、この種の系の解析法として非常に強力であることを周知し、汎用な標準解析法としての地位の確立を目指す。

Outline of Final Research Achievements

The difficulty of simulation due to very slow relaxation is a common issue in topological phase transition systems starting from the KT transition and spin glass transition systems. Non-equilibrium relaxation methods have provided systematic numerical analysis for such systems. More recently, the dynamical scaling analysis has been improved using Bayesian estimation and the kernel method, and developed into a general-purpose, reliable, and efficient analytical method. This has revealed the chiral and KT transitions of the triangular lattice antiferromagnetic XY model, the triangular lattice antiferromagnetic Heisenberg model in a magnetic field, and the universality classes of the 3-D Ising spin glass model. We have also successfully applied the method to the Event-Chain method and to the analysis of percolation systems on networks.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

KT転移に始まるトポロジカル相転移の研究は、Z2ボルテックス転移やスキルミオン等、様々な現象に対象が広がっている。このような系では非常に遅い緩和によるシミュレーションの難しさが共通の課題になっている。
非平衡緩和法は、遅い緩和によって平衡シミュレーションに困難を来たす系に、系統的な数値解析を実現してきた。最近、ベイズ推定とカーネル法を利用して、非平衡緩和法に現れる動的スケーリング解析が改良され、汎用で高信頼・高効率な解析法に発展した。この方法を活用して論争されている諸問題、フラストレーション系やランダム系、パーコレーション問題の解決や、普遍性クラスに関する議論を深化させることに成功した。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Size-independent scaling analysis for explosive percolation2022

    • Author(s)
      Kenta Hagiwara and Yukiyasu Ozeki
    • Journal Title

      PHYSICAL REVIEW E

      Volume: 106 Issue: 5 Pages: 054138-054138

    • DOI

      10.1103/physreve.106.054138

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] New scaling analysis for graph percolations2022

    • Author(s)
      Yukiyasu Ozeki and Kenta Hagiwara
    • Journal Title

      Activity Report 2021, ISSP

      Volume: 1 Pages: 218-219

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Study on relaxations of fluctuation with the event-chain algorithm2021

    • Author(s)
      Yukiyasu Ozeki and Yuma Osada
    • Journal Title

      Activity Report 2020, ISSP

      Volume: 1 Pages: 258-259

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] Dynamical scaling analysis of symmetry breaking for the antiferromagnetic triangular Heisenberg model in a uniform magnetic field2020

    • Author(s)
      Kazuaki Murayama and Yukiyasu Ozeki
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 101 Issue: 18 Pages: 184427-184427

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.184427

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Event-chain Monte Carlo method applied to non-equilibrium relaxation analysis2020

    • Author(s)
      Yukiyasu Ozeki and Yuma Osada
    • Journal Title

      Activity Report 2019, ISSP

      Volume: 1 Pages: 254-255

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] Dynamical scaling analysis on critical universality class for fully frustrated XY models in two dimensions2020

    • Author(s)
      Ozeki Yukiyasu、Yajima Yuri、Nakamura Yuka
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 101 Issue: 9 Pages: 094437-094437

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.094437

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nonequilibrium relaxation analysis for the antiferromagnetic triangular Heisenberg model in a uniform field2019

    • Author(s)
      Yukiyasu Ozeki and Kazuaki Murayama
    • Journal Title

      Activity Report 2018, ISSP

      Volume: 1 Pages: 221-221

    • Related Report
      2019 Research-status Report
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      長田優馬、尾関之康
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      長田優馬、尾関之康
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      寺澤雄介、尾関之康
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      萩原健太、尾関之康
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    • Author(s)
      長田優馬、尾関之康
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      日本物理学会,2021年秋季大会
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      萩原健太、尾関之康
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      日本物理学会,第76回年次大会
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      長田優馬、尾関之康
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      萩原健太、尾関之康
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      日本物理学会,2020年秋季大会
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      長田優馬, 尾関之康, 中村有花
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    • Author(s)
      村山一明, 尾関之康
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      日本物理学会 第75回年次大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 磁場中反強磁性三角格子Heisenberg模型における対称性の破れの非平衡緩和解析2019

    • Author(s)
      村山一明、尾関之康
    • Organizer
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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