<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Phys.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Physics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Phys.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-424X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fphy.2020.00356</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Physics</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Quasiclassical Theory of <italic>C</italic><sub>4</sub>-Symmetric Magnetic Order in Disordered Multiband Metals</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Dzero</surname> <given-names>Maxim</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"><sup>1</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/1016289/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name><surname>Khodas</surname> <given-names>Maxim</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2"><sup>2</sup></xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001"><sup>&#x0002A;</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/848927/overview"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1"><sup>1</sup><institution>Department of Physics, Kent State University</institution>, <addr-line>Kent, OH</addr-line>, <country>United States</country></aff>
<aff id="aff2"><sup>2</sup><institution>The Racah Institute of Physics, The Hebrew University of Jerusalem</institution>, <addr-line>Jerusalem</addr-line>, <country>Israel</country></aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by"><p>Edited by: Jose P. Rodriguez, California State University, Los Angeles, United States</p></fn>
<fn fn-type="edited-by"><p>Reviewed by: Saurabh Maiti, Concordia University, Canada; Sergio Caprara, Sapienza University of Rome, Italy</p></fn>
<corresp id="c001">&#x0002A;Correspondence: Maxim Khodas <email>maxim.khodas&#x00040;mail.huji.ac.il</email></corresp>
<fn fn-type="other" id="fn001"><p>This article was submitted to Condensed Matter Physics, a section of the journal Frontiers in Physics</p></fn></author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>08</day>
<month>09</month>
<year>2020</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2020</year>
</pub-date>
<volume>8</volume>
<elocation-id>356</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>18</day>
<month>05</month>
<year>2020</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>27</day>
<month>07</month>
<year>2020</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#x000A9; 2020 Dzero and Khodas.</copyright-statement>
<copyright-year>2020</copyright-year>
<copyright-holder>Dzero and Khodas</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p></license>
</permissions>
<abstract><p>Recent experimental studies performed in the normal state of iron-based superconductors have discovered the existence of the <italic>C</italic><sub>4</sub>-symmetric (tetragonal) itinerant magnetic state. This state can be described as a spin density wave with two distinct magnetic vectors <inline-formula><mml:math id="M1"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M2"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Given an itinerant nature of magnetism in iron-pnictides, we develop a quasiclassical theory of tetragonal magnetic order in disordered three-band metal with anisotropic band structure. Within our model we find that the <italic>C</italic><sub>4</sub>-symmetric magnetism competes with the <italic>C</italic><sub>2</sub>-symmetric state with a single <inline-formula><mml:math id="M3"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> magnetic structure vector. Our main results is that disorder promotes tetragonal magnetic state which is in agreement with earlier theoretical studies.</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd>superconducitivity</kwd>
<kwd>magnetism</kwd>
<kwd>pnictide</kwd>
<kwd>74.45. c</kwd>
<kwd>74.50. r</kwd>
<kwd>74.20.Rp</kwd>
<kwd>spin-density-wave order</kwd>
<kwd>multiband electronic systems</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<fig-count count="4"/>
<table-count count="0"/>
<equation-count count="42"/>
<ref-count count="38"/>
<page-count count="10"/>
<word-count count="5698"/>
</counts>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec sec-type="intro" id="s1">
<title>1. Introduction</title>
<p>Quasiclassical approach to interacting many-body systems has proved to be a powerful tool in describing their transport and thermodynamic properties. Within this method, the quantum mechanical averages of an operator corresponding to a physical quantity are replaced with the averages of its classical counterpart over all classical trajectories. Alternatively, one can formulate the quasiclassical theory by using the quasiclassical functions which are obtained from the quantum mechanical single-particle propagators by integrating them over all single particle energies. Qualitatively, for a superconductor with pairing gap &#x00394; and quasiparticles with Fermi momentum <italic>p</italic><sub><italic>F</italic></sub> and Fermi velocity <italic>v</italic><sub><italic>F</italic></sub>, this procedure corresponds to averaging over the short length scales of the problem <inline-formula><mml:math id="M4"><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and retaining the physics at long scales &#x0007E; <italic>v</italic><sub><italic>F</italic></sub>/&#x00394;. Quasiclassical theory was particularly useful in the comparatively recent analysis of the problem of far-from-equilibrium order parameter dynamics in charge-neutral superfluids [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>].</p>
<p>Most recently, several non-trivial phenomena have been observed in a family of iron-based superconductors and their alloys [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]. One example of such phenomena is an observation of the peak in the penetration depth in BaFe<sub>2</sub>(As<sub>1&#x02212;<italic>x</italic></sub>P<sub><italic>x</italic></sub>)<sub>2</sub> as a function of phosphorus concentration [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>], in Ba<sub>1&#x02212;<italic>x</italic></sub>K<sub><italic>x</italic></sub>Fe<sub>2</sub>As<sub>2</sub> as a function of potassium concentration [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>] and, most recently in Ba(Fe<sub>1&#x02212;<italic>x</italic></sub>Co<sub><italic>x</italic></sub>)<sub>2</sub>As<sub>2</sub> as a function of cobalt concentration [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]. Another example is the experimental observation of the spin-density-wave order which is characterized by two magnetic ordering vectors, <inline-formula><mml:math id="M5"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M6"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, in various iron-based superconducting alloys [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>].</p>
<p>Due to the fact that in iron-based superconductors the superconductivity is often observed near magnetic instability, quasiclassical approaches initially developed for the purely superconducting states have been re-formulated to specifically include the effects of competition between superconducting and magnetic phases as well as the effects of disorder [<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>]. The experimental observations of the peak in the London penetration depth remains only partially understood [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B26">26</xref>] which provides an additional motivation to look for possible explanations of this effect.</p>
<p>In turn, the experimental discovery of the double-<inline-formula><mml:math id="M7"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> magnetic state in iron-based superconductors has lead to an appearance of many theoretical works discussing the emergence of this state and its various properties as well as its relation with other magnetic states [<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B35">35</xref>]. Most recently, the effects of disorder on the stability of the single- and double-<inline-formula><mml:math id="M8"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> states have been discussed [<xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>]. In particular, it was found that disorder leads to suppression of the single-<inline-formula><mml:math id="M9"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> state in favor the double-<inline-formula><mml:math id="M10"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> one.</p>
<p>Inspired by the earlier work on this problem, in this paper we use a slightly simplified version of the model introduced in reference [<xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>] to formulate a quasiclassical theory of the double-<inline-formula><mml:math id="M11"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> state in iron-based superconductors. Specifically, we consider the disordered model which incorporates both interband and intraband disorder. In agreement with the earlier results [<xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>], we find that when the interband disorder can be ignored, the intraband disorder promotes the emergence of the double-<inline-formula><mml:math id="M12"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> state.</p>
<p>This paper is organized as follows. In the next section II introduce the model Hamiltonian. Section III is devoted to the formulation of the quasiclassical approach with the derivation of the quasiclassical equations. In section IV contains the results of the Landau expansion for the free energy using the quasiclassical equations. Section V contains the discussion of the results and comments related to the further development of the presented formalism in the context of the physics of iron-based superconductors. Sections with acknowledgments and <xref ref-type="app" rid="A1">Appendix</xref> with some technical details conclude the paper.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2. Model</title>
<p>In what follows we first introduce the model Hamiltonian, which consists of three terms:</p>
<disp-formula id="E1"><label>(1)</label><mml:math id="M13"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>sdw</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dis</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The first term on the right hand side of this expression is a single-particle Hamiltonian which describes the band-structure consisting of three bands: hole-like band at the &#x00393; point and two electron-like bands centered at <inline-formula><mml:math id="M14"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M15"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the two-dimensional Brillouin zone. We use the compact notations to write down <inline-formula><mml:math id="M16"><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula><sub>0</sub> using the six-component spinor <inline-formula><mml:math id="M17"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x02191;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x02193;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x02191;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x02193;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x02191;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x000A0;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x02193;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula>:</p>
<disp-formula id="E2"><label>(2)</label><mml:math id="M18"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M19"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is a unit 2 &#x000D7; 2 matrix and single particle energy spectra are given by &#x003B5;<sub>&#x00393;</sub>(<bold>k</bold>) &#x0003D; &#x003BE;<sub><bold>k</bold></sub>, <inline-formula><mml:math id="M20"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003F5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>, &#x003B5;<sub><italic>X</italic></sub>(<bold>k</bold>) &#x0003D; &#x02212;&#x003BE;<sub><bold>k</bold></sub> &#x0002B; &#x003B4;<sub>0</sub> &#x0002B; &#x003B4;<sub>2</sub> cos 2&#x003D5;<sub><bold>k</bold></sub>, &#x003B5;<sub><italic>Y</italic></sub>(<bold>k</bold>) &#x0003D; &#x02212;&#x003BE;<sub><bold>k</bold></sub> &#x0002B; &#x003B4;<sub>0</sub> &#x02212; &#x003B4;<sub>2</sub> cos 2&#x003D5;<sub><bold>k</bold></sub>, &#x003F5;<sub>0</sub> is the energy which amounts to the off-set between the bands and <bold>k</bold> &#x0003D; (<italic>k</italic> cos &#x003D5;<sub><bold>k</bold></sub>, <italic>k</italic> sin &#x003D5;<sub><bold>k</bold></sub>). Here &#x003B4;<sub>0</sub> is a parameter which is defined relative to the chemical potential &#x003BC; and describes the deviation from nesting: the bands are perfectly nested when &#x003B4;<sub>0</sub> &#x0003D; 0. Lastly, &#x003B4;<sub>2</sub> is an anisotropy parameter which accounts for the ellipticity of the corresponding Fermi pockets [<xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>].</p>
<p>The second term, <inline-formula><mml:math id="M21"><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula><sub>sdw</sub>, appearing in (1) accounts for the spin-density-wave order within the mean-field approximation:</p>
<disp-formula id="E3"><label>(3)</label><mml:math id="M22"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>sdw</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Here <inline-formula><mml:math id="M23"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M24"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are the magnetizations corresponding to two structure vectors <inline-formula><mml:math id="M25"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M26"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. In what follows, we will assume that magnetic state has Ising-like anisotropy, so we replace <inline-formula><mml:math id="M27"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Within the mean-field approach we have adopted here, the order parameters <italic>m</italic><sub><italic>X,Y</italic></sub> must be computed self-consistently.</p>
<p>Finally, the last term on the r.h.s. side of Equation (1) introduces the disorder potential in a system. In principle, the disorder should scatter quasiparticles within each band (intraband scattering) as well as between the bands (interband scattering). The disorder unavoidably leads to the suppression of itinerant magnetism. In this paper we will limit ourselves to the case of an intraband disorder only, for an interband disorder scattering only plays a crucial role in the problem of co-existence of magnetism and superconductivity [<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>], while for the problem at hand it will only lead the faster suppression of the magnetic order. Thus, we write for the last term in (1)</p>
<disp-formula id="E4"><label>(4)</label><mml:math id="M28"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dis</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow><mml:msup><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>R</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>and the summation is performed over the impurity sites.</p>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3. Quasiclassical Equations</title>
<p>In order to formulate the quasiclassical theory, we first introduce a single-particle correlation function</p>
<disp-formula id="E5"><label>(5)</label><mml:math id="M29"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent='true'><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi><mml:mo>&#x02020;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>g.s.</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>in the Matsubara representation, <inline-formula><mml:math id="M30"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A8;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and the averaging is performed over the ground state of the Hamiltonian (Equation 1). Next step consists in employing the equations of motion for the propagator (5):</p>
<disp-formula id="E6"><label>(6)</label><mml:math id="M31"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>-</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A3;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x025CB;</mml:mo><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x1D7D9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>-</mml:mo><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x025CB;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A3;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x1D7D9;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Here <inline-formula><mml:math id="M32"><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula><sub><bold>r</bold></sub> acts on <bold>r</bold>, the self-energy part <inline-formula><mml:math id="M33"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A3;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is generated by the disorder potential and its action on the propagator is</p>
<disp-formula id="E7"><label>(7)</label><mml:math id="M34"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A3;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x025CB;</mml:mo><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mstyle><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A3;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B1;</mml:mi><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The summation over the repeated indices is assumed. Next, we perform the Wigner transformation</p>
<disp-formula id="E8"><label>(8)</label><mml:math id="M35"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x000B7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>r</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>In the presence of the quenched disorder, propagators will be dependent on <bold>R</bold> &#x0003D; (<bold>r</bold> &#x0002B; <bold>r</bold>&#x02032;)/2. In what follows we assume that the disorder in uncorrelated and will average the propagator over the disorder distribution which corresponds to self-consistent Born approximation. Lastly, we introduce the following matrices:</p>
<disp-formula id="E9"><label>(9)</label><mml:math id="M36"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Quasiclassical equations can now be derived after we multiply the first equation (6) from the left and the second equation from the right by <inline-formula><mml:math id="M37"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Subtracting the resulting first equation from the second one we find</p>
<disp-formula id="E10"><label>(10)</label><mml:math id="M38"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="qopname">^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="qopname">^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>sdw</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A3;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dis</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where we introduced the quasiclassical function, <inline-formula><mml:math id="M39"><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent='true'><mml:mi>g</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> implies the usual commutation relation and</p>
<disp-formula id="E11"><label>(11)</label><mml:math id="M40"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M41"><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>(<italic>i&#x003C9;</italic><sub><italic>n</italic></sub>, <bold>k</bold>) is the Matsubara transform of the matrix function <inline-formula><mml:math id="M42"><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>(&#x003C4;, <bold>k</bold>). The self-energy part is determined by the quasiclassical function and disorder scattering rate <inline-formula><mml:math id="M43"><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>u</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> (&#x003BD;<sub><italic>F</italic></sub> is the density of states at the Fermi level per valley per spin):</p>
<disp-formula id="E12"><label>(12)</label><mml:math id="M44"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A3;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>dis</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>In the absence of disorder, quasiclassical equation (10) is linear in <inline-formula><mml:math id="M45"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> and therefore is not sufficient to find <inline-formula><mml:math id="M46"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> unambiguously. In order to define the problem completely, one has to complement (11) with a certain constraint. To derive this constraint, we introduce a new (matrix) function [<xref ref-type="bibr" rid="B37">37</xref>]</p>
<disp-formula id="E13"><mml:math id="M47"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02032;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02033;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Equation for this matrix function can be easily derived from (10). It then follows that quasiclassical functions must satisfy the following normalization condition:</p>
<disp-formula id="E14"><label>(13)</label><mml:math id="M48"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x1D7D9;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>As we will demonstrate below, inclusion of disorder potential does not violate this condition. In order to solve the quasiclassical equations (10) self-consistently, we need to specify the matrix structure of the function <inline-formula><mml:math id="M49"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>.</p>
<sec>
<title>3.1. Clean System</title>
<p>We start by setting the disorder scattering rate to zero, &#x00393; &#x0003D; 0, for it would allow us to keep the resulting expressions more compact. Most of the results derived in this section are easily generalized for the case when &#x00393; &#x02260; 0 (see below).</p>
<p>In the absence of the magnetic order, the expression for the function <inline-formula><mml:math id="M50"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> follows from (11) by comparing the solution of the quasiclassical equations with the expression found from the expression for the single-particle propagator, so that a term proportional to <inline-formula><mml:math id="M51"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> must appear in the expression for <inline-formula><mml:math id="M52"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>. This conjecture also implies that there should also appear two other terms proportional to <inline-formula><mml:math id="M53"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M54"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> so we write the following ansatz</p>
<disp-formula id="E15"><label>(14)</label><mml:math id="M55"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The commutators which include <inline-formula><mml:math id="M56"><mml:mover accent='true'><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula><sub>sdw</sub> must lead to the appearance of the three more terms in <inline-formula><mml:math id="M57"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>: each one of the two of them being proportional to the corresponding magnetizations, while the third one being proportional to the product of <italic>m</italic><sub><italic>X</italic></sub> and <italic>m</italic><sub><italic>Y</italic></sub>. The calculation yields the following expression</p>
<disp-formula id="E16"><label>(15)</label><mml:math id="M58"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>After plugging this ansatz into the quasiclassical equations and collecting the terms proportional to the same matrices (these matrices are different from those introduced above and will not be listed here), we derive the following set of quasiclassical equations:</p>
<disp-formula id="E17"><label>(16)</label><mml:math id="M59"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>and &#x003A9;<sub><italic>n</italic></sub> &#x0003D; &#x003C9;<sub><italic>n</italic></sub> &#x02212; <italic>i&#x003B4;</italic><sub>0</sub>/2. Furthermore, given the expression (15) the constraint condition (13) reduces to the set of the following simple relations:</p>
<disp-formula id="E18"><label>(17)</label><mml:math id="M60"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Note, that by combining the first two relations with the last two ones one also finds <inline-formula><mml:math id="M61"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. With the help of relations (17) it is also straightforward to show that the third equation in (16) is redundant, so overall we have got the system of six non-linear equations with six unknowns. These equations must also be supplemented by the self-consistency conditions for the magnetizations, which in terms of the quasiclassical functions have the following form:</p>
<disp-formula id="E19"><label>(18)</label><mml:math id="M62"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>sdw</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mtext>Im</mml:mtext><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where &#x02329;<italic>f</italic>&#x0232A; denotes averaging over &#x003D5;<sub><bold>k</bold></sub> and <italic>g</italic><sub>sdw</sub> is the coupling constant.</p>
<p>The first two quasiclassical equations (16) can be re-written in a compact form using relations (17). Indeed, by introducing the auxiliary variables</p>
<disp-formula id="E20"><label>(19)</label><mml:math id="M63"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>the quasiclassical equations acquire the following form</p>
<disp-formula id="E21"><label>(20)</label><mml:math id="M64"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Perhaps, for the clarity of our subsequent discussion it would be useful to mention that in the case when magnetizations are vanishingly small, <italic>m</italic><sub><italic>X,Y</italic></sub> &#x0226A; &#x003C0;<italic>T</italic>, functions <inline-formula><mml:math id="M65"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0221D;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <italic>q</italic><sub><italic>x</italic></sub> &#x0221D; <italic>m</italic><sub><italic>X</italic></sub><italic>m</italic><sub><italic>Y</italic></sub>, while <italic>p</italic><sub><italic>x,y</italic></sub> &#x0221D; <italic>m</italic><sub><italic>X,Y</italic></sub>.</p>
<p>We have to analyze the solution of the equations (20) in two special cases only: (i) single-<inline-formula><mml:math id="M66"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> state for which we set <italic>m</italic><sub><italic>Y</italic></sub> &#x0003D; 0 and <italic>m</italic><sub><italic>X</italic></sub> &#x0003D; <italic>m</italic><sub>1</sub> and (ii) double-<inline-formula><mml:math id="M67"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> state in which <inline-formula><mml:math id="M68"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:math></inline-formula>.</p>
<sec>
<title>3.1.1. Single-<inline-formula><mml:math id="M69"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> State</title>
<p>Since in this case <italic>p</italic><sub><italic>y</italic></sub> &#x0003D; <italic>q</italic><sub><italic>x</italic></sub> &#x0003D; <italic>g</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0, we have</p>
<disp-formula id="E22"><label>(21)</label><mml:math id="M70"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>In turn, function <italic>u</italic><sub>1</sub>(<italic>i&#x003C9;</italic><sub><italic>n</italic></sub>, <italic>&#x003D5;</italic>) is determined by one of the two roots of the quadratic equation [first equation in (20) with <italic>u</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0] which recovers the correct expression for the non-interacting propagator:</p>
<disp-formula id="E23"><label>(22)</label><mml:math id="M71"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>Z</italic><sub><italic>n</italic></sub>(&#x003D5;) &#x0003D; <italic>i</italic>&#x003A9;<sub><italic>n</italic></sub> &#x0002B; (<italic>&#x003B4;</italic><sub>2</sub>/2) cos(2<italic>&#x003D5;</italic>) and &#x003B3; is the pre-factor which guarantees that in the limit when <italic>m</italic><sub>1</sub> &#x02192; 0, <italic>u</italic><sub>1</sub> also vanishes.</p>
</sec>
<sec>
<title>3.1.2. Double-<inline-formula><mml:math id="M72"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> State</title>
<p>The solution of the equations (20) in this cases reduces to the solution of a single cubic equation</p>
<disp-formula id="E24"><label>(23)</label><mml:math id="M73"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Functions <italic>u</italic><sub>1</sub> and <italic>u</italic><sub>2</sub> can then be computed from</p>
<disp-formula id="E25"><label>(24)</label><mml:math id="M74"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>x</italic><sub><italic>a</italic></sub> is one of the roots of Equation (23).</p>
<p>It is <italic>a priori</italic> not clear which one of the three roots must be chosen. An additional difficulty in choosing the correct root consists in the fact that after finding an analytic expressions for the roots (23) it turns out that depending on the limiting case (<italic>m</italic><sub><italic>X,Y</italic></sub> &#x02192; 0 or &#x003B4;<sub>2</sub> &#x02192; 0, for example) different roots recover the correct expressions for the quasiclassical functions. The procedure we have adopted consisted in analyzing all three complex roots of (23) and picking up the one for which all the equations (16,17) are satisfied and in addition Im[<italic>p</italic><sub><italic>x,y</italic></sub>] &#x0003C; 0. The latter condition guarantees the positive contribution to magnetization (Equation 18), and minimum in free energy.</p>
</sec>
<sec>
<title>3.1.3. Results</title>
<p>We have used these expressions to evaluate the dependence of the order parameters <italic>m</italic><sub>1</sub> and <italic>m</italic><sub>2</sub> on the anisotropy parameter &#x003B4;<sub>2</sub> for a fixed value of &#x003B4;<sub>0</sub> and fixed temperature. Naturally, we find that both <italic>m</italic><sub>1</sub> and <italic>m</italic><sub>2</sub> are the same for the same values of the model parameters. The results of the calculations for the temperature dependence of the magnetizations <italic>m</italic><sub>1</sub> and <italic>m</italic><sub>2</sub> are presented on <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1A</xref>. Perhaps it is not too surprising that we found the values of <italic>m</italic><sub>1</sub> and <italic>m</italic><sub>2</sub> equal to each other within the error bars of the numerical calculations. Therefore, self-consistency equations cannot be used to determine which of the two states would be more favorable and we will have to compute the free energy for each state.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>Figure 1</label>
<caption><p>Dependence of magnetizations <italic>m</italic><sub>1</sub> and <italic>m</italic><sub>2</sub> on temperature and anisotropy parameter &#x003B4;<sub>2</sub> obtained by the numerical analysis of the self-consistency equations (18). Within the numerical accuracy, we found that <italic>m</italic><sub>1</sub> &#x0003D; <italic>m</italic><sub>2</sub>. <bold>(A)</bold> Magnetization as a function of temperature are plotted for various values of scattering rate &#x00393; and &#x003B4;<sub>2</sub> &#x0003D; 0.5&#x003B4;<sub>0</sub> with &#x003B4;<sub>0</sub> &#x0003D; 2&#x003C0;<italic>T</italic><sub><italic>s</italic></sub> where <italic>T</italic><sub><italic>s</italic></sub> is a Curie temperature in isotropic system without impurities. <bold>(B)</bold> Magnetization as a function of the Fermi surface anisotropy parameter &#x003B4;<sub>2</sub> and <italic>T</italic> &#x0003D; 0.1<italic>T</italic><sub><italic>s</italic></sub>.</p></caption>
<graphic xlink:href="fphy-08-00356-g0001.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec>
<title>3.2. Disordered System</title>
<p>Quasiclassical equations for the disordered system naturally have similar form as equations (16) for the fact that the matrix structure of the quasiclassical function does not change as soon as &#x00393; becomes non-zero. The calculation of the commutation relations (10) yields</p>
<disp-formula id="E26"><label>(25)</label><mml:math id="M75"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x00394;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>In these equations <inline-formula><mml:math id="M76"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and &#x00394;<sub><italic>n</italic></sub>(&#x003D5;) &#x0003D; &#x003B4;<sub>2</sub> cos(2&#x003D5;) &#x0002B; <italic>i</italic>(&#x00393;/2)(&#x02329;<italic>g</italic><sub>1</sub>&#x0232A; &#x02212; &#x02329;<italic>g</italic><sub>2</sub>&#x0232A;). Just like in the case &#x00393; &#x0003D; 0 the third equation is redundant and therefore is not listed here.</p>
<p>Equations (25) show that disorder renormalization plays out differently for single-<inline-formula><mml:math id="M77"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> and double-<inline-formula><mml:math id="M78"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> states. Given these disorder renormalizations, in order to solve the self-consistency equation (18), the angular averages (&#x02329;<italic>g</italic><sub>3</sub>&#x0232A; and &#x02329;<italic>p</italic><sub><italic>x</italic></sub>&#x0232A; in a single-<inline-formula><mml:math id="M79"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> state, for example) had to be computed by iterations. We found that the values of the corresponding magnetizations still remain essentially identical for non-zero &#x00393; (<xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1B</xref>). We also found, that qualitative behavior of both <italic>m</italic><sub>1</sub>(&#x003B4;<sub>2</sub>) and <italic>m</italic><sub>2</sub>(&#x003B4;<sub>2</sub>) does not change with an inclusion of disorder.</p>
<p>Lastly, we would like to mention that the inclusion of the interband disorder with scattering rate &#x00393;<sub>&#x003C0;</sub> would not change the dependence of the magnetization on the anisotropy parameters, but only leads to a faster suppression of the magnetization with an increase in &#x00393;<sub>&#x003C0;</sub>.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4. Free Energy</title>
<p>To derive an expression for the free energy in terms of the quasiclassical functions, we can employ an expression for the effective action corresponding to the model Hamiltonian (1). Omitting the disorder potential for now, we have [<xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>] <inline-formula><mml:math id="M80"><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle class="text"><mml:mtext>sdw</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with</p>
<disp-formula id="E27"><label>(26)</label><mml:math id="M81"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mstyle><mml:mtext>Tr&#x000A0;log</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D7D9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="qopname">^</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Here <inline-formula><mml:math id="M82"><mml:mover accent='true'><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula><sub>0</sub>(<italic>i&#x003C9;</italic><sub><italic>n</italic></sub>, <bold>k</bold>) is the single-particle propagator for the non-interacting system, <inline-formula><mml:math id="M83"><mml:mover accent='true'><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and</p>
<disp-formula id="E28"><label>(27)</label><mml:math id="M84"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable style="text-align:axis;" equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The expression for the free energy in terms of the quasiclassical functions can be derived by following the steps in the calculation of reference [<xref ref-type="bibr" rid="B38">38</xref>]. First, we note</p>
<disp-formula id="E29"><label>(28)</label><mml:math id="M85"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x02202;</mml:mo><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mtext>Tr</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mover accent='true'><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <inline-formula><mml:math id="M86"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is found from solving the quasiclassical equations (10) in which order parameters have been rescaled by parameter &#x003BB;, <italic>m</italic><sub><italic>X,Y</italic></sub> &#x02192; &#x003BB;<italic>m</italic><sub><italic>X,Y</italic></sub>. The resulting expression for the free energy reads</p>
<disp-formula id="E30"><label>(29)</label><mml:math id="M87"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>sdw</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>This expression can also be employed for the case of non-zero disorder by using the solution of equations (25) with the rescaled magnetizations.</p>
<p>It is a hopeless task to evaluate the free energy (29) analytically, but it is amenable to the numerical analysis. However, our numerical computation of the free energy for the single-<italic>Q</italic> and double-<italic>Q</italic> states ran into an unexpected problem: the difference between the free energies of the corresponding states fall within the numerical error of the calculation. Thus, in order to determine which one of the two magnetic states will be energetically favorable, below we derive the Landau expansion.</p>
<sec>
<title>4.1. Free Energy Expansion in Powers of the Magnetization</title>
<p>Having found an expression for the free energy, we consider the temperatures slightly below the critical temperature, so that both magnetizations are sufficiently small compared to &#x003C0;<italic>T</italic>. Then, we can formally obtain the solution of the quasiclassical equations (25) by expanding functions <italic>p</italic><sub><italic>x</italic></sub> and <italic>p</italic><sub><italic>y</italic></sub> in powers of <italic>m</italic><sub><italic>X</italic></sub> and <italic>m</italic><sub><italic>Y</italic></sub>.</p>
<sec>
<title>4.1.1. Clean Case</title>
<p>In the case of the clean system the expression up to the fourth order in powers of magnetization reads</p>
<disp-formula id="E31"><label>(30)</label><mml:math id="M88"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="-tex-caligraphic">F</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>O</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where the corresponding coefficients are given by <italic>b</italic><sub>4</sub> &#x0003D; (<italic>a</italic><sub>4</sub> &#x0002B; <italic>a</italic><sub><italic>XY</italic></sub>)/2, <italic>g</italic><sub>4</sub> &#x0003D; (<italic>a</italic><sub><italic>XY</italic></sub> &#x02212; <italic>a</italic><sub>4</sub>)/2 with</p>
<disp-formula id="E32"><mml:math id="M89"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>sdw</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>Im</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>Re</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munder class="msub"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>cos</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The sign of the coefficient <italic>g</italic><sub>4</sub> is crucial for it determines which one of the two states becomes energetically more favorable. Indeed, let us assume that we choose the model parameters such that both <italic>m</italic><sub>1</sub> and <italic>m</italic><sub>2</sub> are much smaller than &#x003C0;<italic>T</italic>. For a fixed value of <italic>m</italic><sub>1</sub> &#x0003D; <italic>m</italic><sub>2</sub> it follows that when <italic>g</italic><sub>4</sub> &#x0003E; 0 the single-<inline-formula><mml:math id="M90"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> will have the lower energy compared to the double-<inline-formula><mml:math id="M91"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> one. However, one needs to keep in mind that this line of arguments holds only when the coefficients in the free energy expansion are all of the order <italic>O</italic>(1) and coefficient <italic>b</italic><sub>4</sub> remains positive for a given set of values of parameters &#x003B4;<sub>0</sub>/2&#x003C0;<italic>T</italic> and &#x003B4;<sub>2</sub>/2&#x003C0;<italic>T</italic>.</p>
</sec>
<sec>
<title>4.1.2. Disordered Case</title>
<p>The question arises as to how non-zero disorder will affect the stability of the single-<inline-formula><mml:math id="M92"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> state [<xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>]. The calculation of the quasiclassical functions is similar to the one in the clean case, with the only exception that the averages over the angle &#x003D5; need to be computed self-consistently. For example, the first order corrections to functions <italic>p</italic><sub><italic>x</italic></sub> and <italic>p</italic><sub><italic>y</italic></sub> are</p>
<disp-formula id="E33"><label>(31)</label><mml:math id="M93"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;sign</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo stretchy="true">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="true">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">&#x0007C;</mml:mo><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;sign</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>After integrating both parts of these expressions over &#x003D5;, we can easily solve for <inline-formula><mml:math id="M94"><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M95"><mml:mrow><mml:mo>&#x02329;</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>&#x0232A;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>The calculation of the expressions for the coefficients of the Landau expansion in this case gives</p>
<disp-formula id="E34"><label>(32)</label><mml:math id="M96"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mi>F</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>Im</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x00393;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x00393;</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:munderover><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mtext>XY</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mi>F</mml:mi></mml:msub><mml:mtext>Re</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x00393;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x00393;</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x000D7;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:mrow><mml:munderover><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>k</mml:mtext></mml:mstyle></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mi>F</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x00393;</mml:mo><mml:mtext>Re</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x00393;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x00393;</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Functions &#x003B7;(<italic>i&#x003C9;</italic><sub><italic>n</italic></sub>) and <italic>z</italic>(<italic>i&#x003C9;</italic><sub><italic>n</italic></sub>) appear as a result of disorder renormalization and are listed in <xref ref-type="app" rid="A1">Appendix</xref>. The coefficient <italic>g</italic><sub>4</sub> in free energy is now given by <italic>g</italic><sub>4</sub> &#x0003D; (<italic>A</italic><sub><italic>XY</italic></sub> &#x02212; <italic>A</italic><sub>4</sub>)/2. Compared with the clean case, we see that expression for the coefficient <italic>A</italic><sub>XY</sub> contains an extra term proportional to &#x00393;. The dependence of <italic>g</italic><sub>4</sub> on disorder can be easily analyzed numerically. The results of the numerical computations are shown in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref>.</p>
</sec>
</sec>
<sec>
<title>4.2. Phase Diagram</title>
<p>To determine the phase diagram in the space of anisotropy parameters &#x003B4;<sub>0</sub> and &#x003B4;<sub>2</sub>, we need to find a point where the free energies of both states become degenerate, <italic>g</italic><sub>4</sub>(&#x003B4;<sub>0<italic>c</italic></sub>, &#x003B4;<sub>2<italic>c</italic></sub>) &#x0003D; 0. In <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref> we show the phase diagram for the clean system. It agrees qualitatively with the one obtained previously [<xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>] for small values of &#x003B4;<sub>2</sub>/2&#x003C0;<italic>T</italic> &#x0226A; 1, single-<inline-formula><mml:math id="M97"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> state becomes energetically favorable when the value of electron-hole asymmetry &#x003B4;<sub>0</sub> is above a critical value &#x003B4;<sub>0<italic>c</italic></sub>/2&#x003C0;<italic>T</italic> &#x0007E; 0.3.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>Figure 2</label>
<caption><p>Results of the numerical analysis of the coefficient <italic>g</italic><sub>4</sub> in the free energy expansion for the clean system, &#x00393; &#x0003D; 0. The solid line marks the first order transition line along which the coefficient <italic>g</italic><sub>4</sub> is zero and the energies of the single-<inline-formula><mml:math id="M98"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> and double-<inline-formula><mml:math id="M99"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> states are degenerate.</p></caption>
<graphic xlink:href="fphy-08-00356-g0002.tif"/>
</fig>
<fig id="F3" position="float">
<label>Figure 3</label>
<caption><p>Plot of the nematic coupling constant <italic>g</italic><sub>4</sub> which appears in free energy as a function of the disorder scattering rate for various values of the parameters &#x003B4;<sub>0</sub> and &#x003B4;<sub>2</sub>.</p></caption>
<graphic xlink:href="fphy-08-00356-g0003.tif"/>
</fig>
<p>With an addition of disorder, phase diagram is modified and the results are presented on <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref> For small disorder the critical line separating two phases slightly moves to higher values of &#x003B4;<sub>2</sub>. Perhaps unexpectedly, a small region of single-<inline-formula><mml:math id="M100"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> state appears at large (compared to &#x003B4;<sub>2</sub>) values of &#x003B4;<sub>0</sub>. Upon further increase in the values of the disorder scattering rate, the phase boundary separating two states moves to higher values of &#x003B4;<sub>2</sub> and also extends to higher values of &#x003B4;<sub>0</sub>. Overall, we may conclude that disorder promotes double-<inline-formula><mml:math id="M101"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> state over the single-<inline-formula><mml:math id="M102"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> state.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>Figure 4</label>
<caption><p>Results of the numerical analysis of the coefficient <italic>g</italic><sub>4</sub> in the free energy expansion for the disordered system. With the increase in the value of the disorder scattering rate, the single-<inline-formula><mml:math id="M103"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> state is a ground state for higher and higher values of the anisotropy parameter &#x003B4;<sub>2</sub> which accounts for the ellipticity of the electron-like pockets.</p></caption>
<graphic xlink:href="fphy-08-00356-g0004.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="discussion" id="s5">
<title>5. Discussion</title>
<p>As we have already pointed out in the Introduction, our main goal was to demonstrate how the quasi-classical method can be applied to analyse the competition between magnetic states in multiband metals in the presence of disorder. Having accomplished that goal, we can now generalize it to investigate the problem of an interplay between superconductivity and magnetism. It is already well-established that by including the interband disorder scattering Anderson-Abrikosov-Gor&#x00027;kov theorem makes it possible for superconductivity and magnetism to co-exist in a certain region of the phase diagram, which size is determined by the ratio of the intra- and inter-band scattering rates [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>]. The question is then would be to check if superconducting order may provide an additional contribution in determining which of the two competing magnetic states would be energetically favorable. These results may be employed to provide a qualitative understanding as to why nematicity has been observed in stoichiometric iron selenide in contrast to electron-doped iron selenide.</p>
<p>Lastly, we would like to mention that the inclusion of the interband disorder scattering would not affect our results in any substantial way. Indeed, compared to the case of intraband disorder, the inclusion of the interband scattering leads primarily to the faster suppression of the critical temperature, without affecting the ground state energies of the single- and double-<inline-formula><mml:math id="M104"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> states significantly.</p>
<p>To summarize, in this paper we have formulated the quasi-classical approach to analyze the relative stability of the single- and double-<inline-formula><mml:math id="M105"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> spin-density-wave states with respect to band and effective mass anisotropy as well as disorder scattering. Generally, we find that with an increase in intraband disorder scattering rate, the system favors the single-<inline-formula><mml:math id="M106"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> for moderately high values of the Fermi surface anisotropy parameter, &#x003B4;<sub>2</sub>.</p>
</sec>
<sec sec-type="data-availability-statement" id="s6">
<title>Data Availability Statement</title>
<p>All datasets generated for this study are included in the article/supplementary material.</p>
</sec>
<sec id="s7">
<title>Author Contributions</title>
<p>MD has performed numerical and analytical calculations. MK has performed the analytical calculations. All authors participated in the discussions of the ideas and the ways to solve the problem, and participated in writing the manuscript. All authors contributed to the article and approved the submitted version.</p>
</sec>
<sec id="s8">
<title>Conflict of Interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack><p>We would like to thank Alex Levchenko for bringing this problem to our attention and many fruitful conversations. Useful discussions with R. M. Fernandes and E. K&#x000F6;nig were gratefully acknowledged.</p>
</ack>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Barankov</surname> <given-names>RA</given-names></name> <name><surname>Levitov</surname> <given-names>LS</given-names></name> <name><surname>Spivak</surname> <given-names>BZ</given-names></name></person-group>. <article-title>Collective Rabi oscillations and solitons in a time-dependent BCS pairing problem</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source>. (<year>2004</year>) <volume>93</volume>:<fpage>160401</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.93.160401</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">15524957</pub-id></citation></ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yuzbashyan</surname> <given-names>EA</given-names></name> <name><surname>Altshuler</surname> <given-names>BL</given-names></name> <name><surname>Kuznetsov</surname> <given-names>VB</given-names></name> <name><surname>Enolskii</surname> <given-names>VZ</given-names></name></person-group>. <article-title>Solution for the dynamics of the BCS and central spin problems</article-title>. <source>J Phys A Math Gen</source>. (<year>2005</year>) <volume>38</volume>:<fpage>7831</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0305-4470/38/36/003</pub-id></citation></ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yuzbashyan</surname> <given-names>EA</given-names></name> <name><surname>Altshuler</surname> <given-names>BL</given-names></name> <name><surname>Kuznetsov</surname> <given-names>VB</given-names></name> <name><surname>Enolskii</surname> <given-names>VZ</given-names></name></person-group>. <article-title>Nonequilibrium Cooper pairing in the nonadiabatic regime</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2005</year>) <volume>72</volume>:<fpage>220503</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.72.220503</pub-id></citation></ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yuzbashyan</surname> <given-names>EA</given-names></name> <name><surname>Tsyplyatyev</surname> <given-names>O</given-names></name> <name><surname>Altshuler</surname> <given-names>BL</given-names></name></person-group>. <article-title>Relaxation and persistent oscillations of the order parameter in fermionic condensates</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source>. (<year>2006</year>) <volume>96</volume>:<fpage>097005</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.96.097005</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">16606301</pub-id></citation></ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yuzbashyan</surname> <given-names>EA</given-names></name> <name><surname>Dzero</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Gurarie</surname> <given-names>V</given-names></name> <name><surname>Foster</surname> <given-names>MS</given-names></name></person-group>. <article-title>Quantum quench phase diagrams of an <italic>s</italic>-wave BCS-BEC condensate</article-title>. <source>Phys Rev A</source>. (<year>2015</year>) <volume>91</volume>:<fpage>033628</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevA.91.033628</pub-id></citation></ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Shibauchi</surname> <given-names>T</given-names></name> <name><surname>Carrington</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Matsuda</surname> <given-names>Y</given-names></name></person-group>. <article-title>A quantum critical point lying beneath the superconducting dome in iron pnictides</article-title>. <source>Annu Rev Condensed Matter Phys</source>. (<year>2014</year>) <volume>5</volume>:<fpage>113</fpage>&#x02013;<lpage>35</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1146/annurev-conmatphys-031113-133921</pub-id></citation></ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hashimoto</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Yamashita</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Kasahara</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Senshu</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Nakata</surname> <given-names>N</given-names></name> <name><surname>Tonegawa</surname> <given-names>S</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Line nodes in the energy gap of superconducting BaFe<sub>2</sub>(As<sub>1&#x02212;<italic>x</italic></sub>P<sub><italic>x</italic></sub>)<sub>2</sub> single crystals as seen via penetration depth and thermal conductivity</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2010</year>) <volume>81</volume>:<fpage>220501</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.81.220501</pub-id></citation></ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Gordon</surname> <given-names>RT</given-names></name> <name><surname>Kim</surname> <given-names>H</given-names></name> <name><surname>Salovich</surname> <given-names>N</given-names></name> <name><surname>Giannetta</surname> <given-names>RW</given-names></name> <name><surname>Fernandes</surname> <given-names>RM</given-names></name> <name><surname>Kogan</surname> <given-names>VG</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Doping evolution of the absolute value of the London penetration depth and superfluid density in single crystals of Ba(Fe<sub>1&#x02212;<italic>x</italic></sub>Co<sub><italic>x</italic></sub>)<sub>2</sub>As<sub>2</sub></article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2010</year>) <volume>82</volume>:<fpage>054507</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.82.054507</pub-id></citation></ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hashimoto</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Cho</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Shibauchi</surname> <given-names>T</given-names></name> <name><surname>Kasahara</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Mizukami</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Katsumata</surname> <given-names>R</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>A sharp peak of the zero-temperature penetration depth at optimal composition in BaFe<sub>2</sub>(As<sub>1&#x02212;<italic>x</italic></sub>P<sub><italic>x</italic></sub>)<sub>2</sub></article-title>. <source>Science</source>. (<year>2012</year>) <volume>336</volume>:<fpage>1554</fpage>&#x02013;<lpage>7</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/science.1219821</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">22723416</pub-id></citation></ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Lamhot</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Yagil</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Shapira</surname> <given-names>N</given-names></name> <name><surname>Kasahara</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Watashige</surname> <given-names>T</given-names></name> <name><surname>Shibauchi</surname> <given-names>T</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Local characterization of superconductivity in BaFe<sub>2</sub>(As<sub>1&#x02212;<italic>x</italic></sub>P<sub><italic>x</italic></sub>)<sub>2</sub></article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2015</year>) <volume>91</volume>:<fpage>060504</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.91.060504</pub-id></citation></ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kim</surname> <given-names>H</given-names></name> <name><surname>Tanatar</surname> <given-names>MA</given-names></name> <name><surname>Straszheim</surname> <given-names>WE</given-names></name> <name><surname>Cho</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Murphy</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Spyrison</surname> <given-names>N</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Competition between superconductivity and magnetic/nematic order as a source of anisotropic superconducting gap in underdoped Ba<sub>1&#x02212;<italic>x</italic></sub>K<sub><italic>x</italic></sub>Fe<sub>2</sub>As<sub>2</sub></article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2014</year>) <volume>90</volume>:<fpage>014517</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.90.014517</pub-id></citation></ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Joshi</surname> <given-names>KR</given-names></name> <name><surname>Nusran</surname> <given-names>NM</given-names></name> <name><surname>Tanatar</surname> <given-names>MA</given-names></name> <name><surname>Cho</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Bud&#x00027;ko</surname> <given-names>SL</given-names></name> <name><surname>Canfield</surname> <given-names>PC</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Quantum phase transition inside the superconducting dome of Ba(Fe<sub>1&#x02212;<italic>x</italic></sub>Co<sub><italic>x</italic></sub>)<sub>2</sub>As<sub>2</sub> probed by optical magneto-sensing using NV-centers in diamond</article-title>. <source>arXiv</source>. (<year>2019</year>) <fpage>190300053</fpage>.</citation></ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kim</surname> <given-names>MG</given-names></name> <name><surname>Kreyssig</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Thaler</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Pratt</surname> <given-names>DK</given-names></name> <name><surname>Tian</surname> <given-names>W</given-names></name> <name><surname>Zarestky</surname> <given-names>JL</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Antiferromagnetic ordering in the absence of structural distortion in Ba(Fe<sub>1&#x02212;<italic>x</italic></sub>Mn<sub><italic>x</italic></sub>)<sub>2</sub>As<sub>2</sub></article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2010</year>) <volume>82</volume>:<fpage>220503</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.82.220503</pub-id></citation></ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Avci</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Chmaissem</surname> <given-names>O</given-names></name> <name><surname>Allred</surname> <given-names>JM</given-names></name> <name><surname>Rosenkranz</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Eremin</surname> <given-names>I</given-names></name> <name><surname>Chubukov</surname> <given-names>AV</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Magnetically driven suppression of nematic order in an iron-based superconductor</article-title>. <source>Nat Commun</source>. (<year>2014</year>) <volume>5</volume>:<fpage>3845</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/ncomms4845</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">24848521</pub-id></citation></ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Wang</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Hardy</surname> <given-names>F</given-names></name> <name><surname>B&#x000F6;hmer</surname> <given-names>AE</given-names></name> <name><surname>Wolf</surname> <given-names>T</given-names></name> <name><surname>Schweiss</surname> <given-names>P</given-names></name> <name><surname>Meingast</surname> <given-names>C</given-names></name></person-group>. <article-title>Complex phase diagram of Ba<sub>1&#x02212;<italic>x</italic></sub>Na<sub><italic>x</italic></sub>Fe<sub>2</sub>As<sub>2</sub>: A multitude of phases striving for the electronic entropy</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2016</year>) <volume>93</volume>:<fpage>014514</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.93.014514</pub-id></citation></ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hassinger</surname> <given-names>E</given-names></name> <name><surname>Gredat</surname> <given-names>G</given-names></name> <name><surname>Valade</surname> <given-names>F</given-names></name> <name><surname>de Cotret</surname> <given-names>SR</given-names></name> <name><surname>Juneau-Fecteau</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Reid</surname> <given-names>JP</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Pressure-induced Fermi-surface reconstruction in the iron-arsenide superconductor Ba<sub>1&#x02212;<italic>x</italic></sub>K<sub><italic>x</italic></sub>Fe<sub>2</sub>As<sub>2</sub>: evidence of a phase transition inside the antiferromagnetic phase</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2012</year>) <volume>86</volume>:<fpage>140502</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.86.140502</pub-id></citation></ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>B&#x000F6;hmer</surname> <given-names>AE</given-names></name> <name><surname>Hardy</surname> <given-names>F</given-names></name> <name><surname>Wang</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Wolf</surname> <given-names>T</given-names></name> <name><surname>Schweiss</surname> <given-names>P</given-names></name> <name><surname>Meingast</surname> <given-names>C</given-names></name></person-group>. <article-title>Superconductivity-induced re-entrance of the orthorhombic distortion in Ba<sub>1&#x02212;<italic>x</italic></sub>K<sub><italic>x</italic></sub>Fe<sub>2</sub>As<sub>2</sub></article-title>. <source>Nat Commun</source>. (<year>2015</year>) <volume>6</volume>:<fpage>7911</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/ncomms8911</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">26227915</pub-id></citation></ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Allred</surname> <given-names>JM</given-names></name> <name><surname>Avci</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Chung</surname> <given-names>DY</given-names></name> <name><surname>Claus</surname> <given-names>H</given-names></name> <name><surname>Khalyavin</surname> <given-names>DD</given-names></name> <name><surname>Manuel</surname> <given-names>P</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Tetragonal magnetic phase in Ba<sub>1&#x02212;<italic>x</italic></sub>K<sub><italic>x</italic></sub>Fe<sub>2</sub>As<sub>2</sub> from x-ray and neutron diffraction</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2015</year>) <volume>92</volume>:<fpage>094515</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.92.094515</pub-id></citation></ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hassinger</surname> <given-names>E</given-names></name> <name><surname>Gredat</surname> <given-names>G</given-names></name> <name><surname>Valade</surname> <given-names>F</given-names></name> <name><surname>de Cotret</surname> <given-names>SR</given-names></name> <name><surname>Cyr-Choini&#x000E8;re</surname> <given-names>O</given-names></name> <name><surname>Juneau-Fecteau</surname> <given-names>A</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Expansion of the tetragonal magnetic phase with pressure in the iron arsenide superconductor Ba<sub>1&#x02212;<italic>x</italic></sub>K<sub><italic>x</italic></sub>Fe<sub>2</sub>As<sub>2</sub></article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2016</year>) <volume>93</volume>:<fpage>144401</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.93.144401</pub-id></citation></ref>
<ref id="B20">
<label>20.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Allred</surname> <given-names>JM</given-names></name> <name><surname>Taddei</surname> <given-names>KM</given-names></name> <name><surname>Bugaris</surname> <given-names>DE</given-names></name> <name><surname>Krogstad</surname> <given-names>MJ</given-names></name> <name><surname>Lapidus</surname> <given-names>SH</given-names></name> <name><surname>Chung</surname> <given-names>DY</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Double-Q spin-density wave in iron arsenide superconductors</article-title>. <source>Nat Phys</source>. (<year>2016</year>) <volume>12</volume>:<fpage>493</fpage>&#x02013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/nphys3629</pub-id></citation></ref>
<ref id="B21">
<label>21.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Fernandes</surname> <given-names>RM</given-names></name> <name><surname>Vavilov</surname> <given-names>MG</given-names></name> <name><surname>Chubukov</surname> <given-names>AV</given-names></name></person-group>. <article-title>Enhancement of <italic>T</italic><sub><italic>c</italic></sub> by disorder in underdoped iron pnictide superconductors</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2012</year>) <volume>85</volume>:<fpage>140512</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.85.140512</pub-id></citation></ref>
<ref id="B22">
<label>22.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Vavilov</surname> <given-names>MG</given-names></name> <name><surname>Chubukov</surname> <given-names>AV</given-names></name></person-group>. <article-title>Phase diagram of iron pnictides if doping acts as a source of disorder</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2011</year>) <volume>84</volume>:<fpage>214521</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.84.214521</pub-id></citation></ref>
<ref id="B23">
<label>23.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Dzero</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Khodas</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Klironomos</surname> <given-names>AD</given-names></name> <name><surname>Vavilov</surname> <given-names>MG</given-names></name> <name><surname>Levchenko</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>Magnetic penetration depth in disordered iron-based superconductors</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2015</year>) <volume>92</volume>:<fpage>144501</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.92.144501</pub-id></citation></ref>
<ref id="B24">
<label>24.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kirmani</surname> <given-names>AA</given-names></name> <name><surname>Dzero</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Levchenko</surname> <given-names>A</given-names></name></person-group>. <article-title>Quasiclassical circuit theory of contiguous disordered multiband superconductors</article-title>. <source>Phys Rev Res</source>. (<year>2019</year>) <volume>1</volume>:<fpage>033208</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevResearch.1.033208</pub-id></citation></ref>
<ref id="B25">
<label>25.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Levchenko</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Vavilov</surname> <given-names>MG</given-names></name> <name><surname>Khodas</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Chubukov</surname> <given-names>AV</given-names></name></person-group>. <article-title>Enhancement of the London penetration depth in pnictides at the onset of spin-density-wave order under superconducting dome</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source>. (<year>2013</year>) <volume>110</volume>:<fpage>177003</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.110.177003</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">23679761</pub-id></citation></ref>
<ref id="B26">
<label>26.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chowdhury</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Swingle</surname> <given-names>B</given-names></name> <name><surname>Berg</surname> <given-names>E</given-names></name> <name><surname>Sachdev</surname> <given-names>S</given-names></name></person-group>. <article-title>Singularity of the London penetration depth at quantum critical points in superconductors</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source>. (<year>2013</year>) <volume>111</volume>:<fpage>157004</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.111.157004</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">24160621</pub-id></citation></ref>
<ref id="B27">
<label>27.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Lorenzana</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Seibold</surname> <given-names>G</given-names></name> <name><surname>Ortix</surname> <given-names>C</given-names></name> <name><surname>Grilli</surname> <given-names>M</given-names></name></person-group>. <article-title>Competing orders in FeAs layers</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source>. (<year>2008</year>) <volume>101</volume>:<fpage>186402</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.101.186402</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">18999844</pub-id></citation></ref>
<ref id="B28">
<label>28.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Eremin</surname> <given-names>I</given-names></name> <name><surname>Chubukov</surname> <given-names>AV</given-names></name></person-group>. <article-title>Magnetic degeneracy and hidden metallicity of the spin-density-wave state in ferropnictides</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2010</year>) <volume>81</volume>:<fpage>024511</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.81.024511</pub-id></citation></ref>
<ref id="B29">
<label>29.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kang</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Te&#x00161;anovi&#x00107;</surname> <given-names>Z</given-names></name></person-group>. <article-title>Theory of the valley-density wave and hidden order in iron pnictides</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2011</year>) <volume>83</volume>:<fpage>020505</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.83.020505</pub-id></citation></ref>
<ref id="B30">
<label>30.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Giovannetti</surname> <given-names>G</given-names></name> <name><surname>Ortix</surname> <given-names>C</given-names></name> <name><surname>Marsman</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Capone</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>van den Brink</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Lorenzana</surname> <given-names>J</given-names></name></person-group>. <article-title>Proximity of iron pnictide superconductors to a quantum tricritical point</article-title>. <source>Nat Commun</source>. (<year>2011</year>) <volume>2</volume>:<fpage>398</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/ncomms1407</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">21772269</pub-id></citation></ref>
<ref id="B31">
<label>31.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Brydon</surname> <given-names>PMR</given-names></name> <name><surname>Schmiedt</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Timm</surname> <given-names>C</given-names></name></person-group>. <article-title>Microscopically derived Ginzburg-Landau theory for magnetic order in the iron pnictides</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2011</year>) <volume>84</volume>:<fpage>214510</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.84.214510</pub-id></citation></ref>
<ref id="B32">
<label>32.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Fernandes</surname> <given-names>RM</given-names></name> <name><surname>Chubukov</surname> <given-names>AV</given-names></name> <name><surname>Knolle</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Eremin</surname> <given-names>I</given-names></name> <name><surname>Schmalian</surname> <given-names>J</given-names></name></person-group>. <article-title>Preemptive nematic order, pseudogap, and orbital order in the iron pnictides</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2012</year>) <volume>85</volume>:<fpage>024534</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.85.024534</pub-id></citation></ref>
<ref id="B33">
<label>33.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Cvetkovic</surname> <given-names>V</given-names></name> <name><surname>Vafek</surname> <given-names>O</given-names></name></person-group>. <article-title>Space group symmetry, spin-orbit coupling, and the low-energy effective Hamiltonian for iron-based superconductors</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2013</year>) <volume>88</volume>:<fpage>134510</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.88.134510</pub-id></citation></ref>
<ref id="B34">
<label>34.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kang</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Wang</surname> <given-names>X</given-names></name> <name><surname>Chubukov</surname> <given-names>AV</given-names></name> <name><surname>Fernandes</surname> <given-names>RM</given-names></name></person-group>. <article-title>Interplay between tetragonal magnetic order, stripe magnetism, and superconductivity in iron-based materials</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2015</year>) <volume>91</volume>:<fpage>121104</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.91.121104</pub-id></citation></ref>
<ref id="B35">
<label>35.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Gastiasoro</surname> <given-names>MN</given-names></name> <name><surname>Andersen</surname> <given-names>BM</given-names></name></person-group>. <article-title>Competing magnetic double-<italic>Q</italic> phases and superconductivity-induced reentrance of <italic>C</italic><sub>2</sub> magnetic stripe order in iron pnictides</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2015</year>) <volume>92</volume>:<fpage>140506</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.92.140506</pub-id></citation></ref>
<ref id="B36">
<label>36.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hoyer</surname> <given-names>M</given-names></name> <name><surname>Fernandes</surname> <given-names>RM</given-names></name> <name><surname>Levchenko</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Schmalian</surname> <given-names>J</given-names></name></person-group>. <article-title>Disorder-promoted <italic>C</italic><sub>4</sub>-symmetric magnetic order in iron-based superconductors</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2016</year>) <volume>93</volume>:<fpage>144414</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.93.144414</pub-id></citation></ref>
<ref id="B37">
<label>37.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Aleiner</surname> <given-names>IL</given-names></name> <name><surname>Efetov</surname> <given-names>KB</given-names></name></person-group>. <article-title>Supersymmetric low-energy theory and renormalization group for a clean Fermi gas with a repulsion in arbitrary dimensions</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>2006</year>) <volume>74</volume>:<fpage>075102</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.74.075102</pub-id></citation></ref>
<ref id="B38">
<label>38.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Thuneberg</surname> <given-names>EV</given-names></name> <name><surname>Kurkij&#x000E4;rvi</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Rainer</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>Elementary-flux-pinning potential in type-II superconductors</article-title>. <source>Phys Rev B</source>. (<year>1984</year>) <volume>29</volume>:<fpage>3913</fpage>&#x02013;<lpage>23</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.29.3913</pub-id></citation></ref>
</ref-list>
<app-group>
<app id="A1">
<title>A. Coefficients in the Free Energy Expansion</title>
<p>In this section we provide the details of the calculation for the Landau free energy expansion. Both <italic>p</italic><sub>&#x003BB;<italic>x</italic></sub> and <italic>p</italic><sub>&#x003BB;<italic>y</italic></sub> can be determined approximately for small values of <italic>m</italic><sub><italic>X</italic></sub> and <italic>m</italic><sub><italic>Y</italic></sub> from the quasiclassical equations. We start with the derivation for the clean case, &#x00393; &#x0003D; 0.</p>
<sec>
<title>A.1. First Order Corrections</title>
<p>Up to the linear order in <italic>m</italic><sub><italic>j</italic></sub> from Equation (16) I find <inline-formula><mml:math id="M107"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle class="text"><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and</p>
<disp-formula id="E35"><label>(A1)</label><mml:math id="M108"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>sign</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>sign</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
</sec>
<sec>
<title>A.2. Third Order Corrections</title>
<p>The second order correction to <italic>p</italic><sub>&#x003BB;<italic>j</italic></sub> is zero. To determine the third order correction, we first need to compute the second order corrections to <italic>g</italic><sub><italic>j</italic></sub>&#x00027;s. To do that, we first use equations (20) (and presume for simplicity that &#x003C9;<sub><italic>n</italic></sub> &#x0003E; 0):</p>
<disp-formula id="E36"><label>(A2)</label><mml:math id="M109"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>so that</p>
<disp-formula id="E37"><label>(A3)</label><mml:math id="M110"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>In addition, for the function <italic>q</italic><sub><italic>x</italic></sub> we find</p>
<disp-formula id="E38"><label>(A4)</label><mml:math id="M111"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The choice of sign follows from considering the trivial case of &#x003B4;<sub>2</sub> &#x0003D; 0.</p>
<p>Given all these expressions, we go back to equations (16) to obtain the following expression:</p>
<disp-formula id="E39"><label>(A5)</label><mml:math id="M112"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Similarly, for <inline-formula><mml:math id="M113"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> we found</p>
<disp-formula id="E40"><label>(A6)</label><mml:math id="M114"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>&#x003BB;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x003A9;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>After plugging these expressions into Equation (29) and grouping the similar terms, we arrive to Equation (30).</p>
</sec>
<sec>
<title>A.3. Functions &#x003B7;(<italic>i&#x003C9;</italic><sub><italic>n</italic></sub>) and <italic>z</italic>(<italic>i&#x003C9;</italic><sub><italic>n</italic></sub>)</title>
<p>The formulas for the coefficients in Landau free energy expansion (32) include the following functions:</p>
<disp-formula id="E41"><label>(A7)</label><mml:math id="M115"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B7;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x000B1;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo>&#x0222B;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mo>&#x00393;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x000A0;cos</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
</sec>
</app>
</app-group>
<fn-group>
<fn fn-type="financial-disclosure"><p><bold>Funding.</bold> This work was financially supported by the National Science Foundation grant NSF-DMR-BSF-2002795, and in part, by the U.S. Department of Energy, Basic Energy Sciences, grant DE-SC0016481 (MD). MK was supported by the Israel Science Foundation 1287/15.</p>
</fn>
</fn-group>
</back>
</article>