Jump to content

Пирс Коулман

Пирс Коулман
Коулман в 2018 году
Рожденный 1958 (65–66 лет)
Образование Челтнемская гимназия
Альма-матер Кембриджский университет
Принстонский университет
Известный Подчиненный бозон , квантовая критичность , тяжелых фермионов сверхпроводимость [1]
Научная карьера
Поля Теория конденсированного состояния
Учреждения Университет Рутгерса
Ройал Холлоуэй, Лондонский университет
Докторантура Филип В. Андерсон

Пирс Коулман (1958 г.р.) [ нужна ссылка ] — британский физик-теоретик , работающий в области теоретической физики конденсированного состояния . [2] Коулман — профессор физики в Университете Рутгерса в Нью-Джерси и в Королевском Холлоуэе Лондонского университета .

Образование и карьера [ править ]

Коулман вырос в Челтнеме, Англия , где он посещал Челтнемскую гимназию , которую окончил в 1976 году. Он закончил бакалавриат в Тринити-колледже в Кембридже , изучая естественные науки и математику, часть III, под руководством Гилберта Лонзарича . В 1980 году он выиграл стипендию Джейн Элизы Проктер в Принстонском университете, где изучал теоретическую физику конденсированного состояния. [3] с Филипом Уорреном Андерсоном . Среди современников, обучавшихся в аспирантуре Принстона по физике, были Габриэль Котлиар , Кумрун Вафа , Натан Мирволд и Дженнифер Чейес . Ему была присуждена стипендия младшего научного исследования в Тринити-колледже в Кембридже , которую он занимал с 1983 по 1988 год. С 1984 по 1986 год он работал научным сотрудником в Институте теоретической физики Кавли в Санта-Барбаре . В 1987 году он поступил на факультет Университета Рутгерса . С 2010 года он также занимал должность заведующего кафедрой теоретической физики конденсированного состояния Лондонского университета в Ройял Холлоуэй Лондонского университета . В 2011 году Пирс Коулман сменил Дэвида Пайнса на посту директора Института сложной адаптивной материи . [4]

Исследования [ править ]

Коулман известен своими работами, связанными с сильно коррелированными электронными системами, и в частности, исследованием магнетизма , сверхпроводимости и топологических изоляторов . Он является автором популярного текста «Введение в физику многих тел» .

В начале своей карьеры в Принстонском университете Коулман работал над проблемой флуктуаций валентности в твердых телах. В 1960-х годах физик Джон Хаббард представил математический оператор «оператор Хаббарда». [5] для описания ограниченных флуктуаций валентности между двумя зарядовыми состояниями иона. В 1983 году Коулман изобрел с подчиненным бозоном : формулировку операторов Хаббарда [6] который включает факторизацию оператора Хаббарда на канонический фермион и бозон . Использование канонических фермионов позволилооператоры Хаббарда, которые следует рассматривать в рамках теоретико-полевого подхода, [7] что позволило впервые решить проблему тяжелых фермионов в рамках среднего поля. С тех пор подход ведомого бозона широко применялся к сильно коррелированным электронным системам и оказался полезным при разработке теории резонирующих валентных связей (RVB) высокотемпературной сверхпроводимости. [8] [9] и понимание соединений тяжелых фермионов . [10]

В Рутгерсе он заинтересовался взаимодействием магнетизма с сильными электронными корреляциями. Вместе с Натаном Андреем он адаптировал теорию резонирующих валентных связей высокотемпературной сверхпроводимости. [8] к тяжелой фермионной сверхпроводимости . [11] В 1990 году вместе с Анатолием Ларкиным и Преми Чандрой они исследовали влияние тепловых и нулевых магнитных флуктуаций на двумерные фрустрированные магниты Гейзенберга. [12] Принято считать, что из-за теоремы Мермина-Вагнера двумерные магниты Гейзенберга не способны развивать какую-либо форму дальнего порядка . Чандра, Коулман и Ларкин продемонстрировали, что фрустрация может привести к фазовому переходу Изинга с конечной температурой в полосатое состояние с дальним спин-нематическим порядком. Сейчас известно, что такого рода порядок развивается в высокотемпературных сверхпроводниках на основе железа . [13]

Работая с Алексеем Цвеликом , Коулман осуществил некоторые из первых применений майорановских фермионов к проблемам конденсированного состояния. В 1992 годуКоулман, Миранда и Цвелик исследовали применение майорановского представления спинов. к решетке Кондо, показывая, что если локальные моменты фракционируются как фермионы Майорана, а не как фермионы Дирака, результирующее основное состояние будетсверхпроводник с нечетной частотой. [14] [15] Работая с Эндрю Шофилдом и Алексеем Цвеликом, они позже разработали модель, объясняющую необычные свойства магнитосопротивления высокотемпературных сверхпроводников в их нормальном состоянии, в которых электроны дробятся на Майорановские фермионы. [16]

В конце 1990-х годов Коулман заинтересовался нарушением поведения ферми-жидкости в квантовой критической точке . Работая с Габриэлем Эппли и Гильбертом фон Лёнейсеном, они продемонстрировали установленное наличие локальных квантовых критических флуктуаций в квантово-критическом металле CeCu 6-x Au x , идентифицированных как следствие нарушения эффекта Кондо , сопровождающего развитие магнетизма. . [17] Это привело к предсказанию, что поверхность Ферми будет прерывисто изменяться в квантовой критической точке: [18] результат, позже обнаруженный при настройке квантовой критичности в материале YbRh 2 Si 2 [19] и в настроенной под давлением квантовой критичности в материале CeRhIn 5 . [20]

После открытия топологических изоляторов Коулман заинтересовался, может ли топологическое изолирующее поведение существовать в материалах с сильной корреляцией. В 2008 году командаМаксим Дзеро, Кай Сан, Виктор Галицкий и Пирс Коулман предсказали, что класс изоляторов Кондо может развивать топологическое основное состояние, предложив гексаборид самария (SmB 6 ) в качестве топологического изолятора Кондо. [21] Наблюдение развития устойчивых проводящих поверхностных состояний в SmB 6 согласуется с этим ранним предсказанием. [22] [23]

Среди известных бывших студентов-исследователей и постдокторантов его группы — Ян Ричи , [24] Эдуардо Миранда , [25] Эндрю Шофилд , Максим Дзеро , [26] Андрий Невидомский [27] и Ребекка Флинт [28]

Личная жизнь [ править ]

Пирс Коулман женат на американском физике-теоретике Премале Чандре , у них двое сыновей. Он старший брат музыканта и композитора Джаза Коулмана . [29]

Научная деятельность [ править ]

Вместе со своим младшим братом Джазом Коулман работал над сайтом Music of the Quantum , посвященным концертам и физике . На концерте представлены произведения Джаза Коулмана , основанные на таких темах физики, как квантовая критичность, эмерджентность и нарушение симметрии. Они выступили с «Музыкой квантов» в Вифлеемской капелле в Праге и в Колумбийском университете в Нью-Йорке . [29] Он также снял короткометражный документальный фильм «Появление» с Полом Чайкиным в рамках серии Анненберга «Физика в 21 веке». [30]

Награды и почести [ править ]

Коулман был награжден стипендией Слоана в 1988 году. В 2002 году он был избран членом Американского физического общества «за новаторские подходы к теории сильно коррелированных электронных систем». [31] В 2018 году он был избран в правление Аспенского центра физики . Его исследования поддерживаются Национальным научным фондом, отделом теории материалов, и Департаментом энергетики, отделом фундаментальных энергетических наук.

Книги [ править ]

  • Коулман, Пирс (2015). Введение в физику многих тел . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. ISBN  9780521864886 .

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Профиль автора Пирса Коулмана» . Физика — Пирс Коулман . Американское физическое общество . Проверено 31 января 2011 г.
  2. ^ «Квантово-механический триплет может привести к сверхпроводимости при высоких температурах» . Азонано . АЗНанотехнологии. 22 июля 2008 г. Проверено 31 января 2011 г.
  3. ^ «Индекс выпускников Принстонского университета, 1839–1998 гг.» .
  4. ^ «Директора Института сложной адаптивной материи (ICAM)» .
  5. ^ Хаббард, Дж. (1964). «Электронные корреляции в узких энергетических зонах. II. Случай вырожденной зоны». Труды Лондонского королевского общества. Серия А. Математические и физические науки . 277 (1369): 237–259. Бибкод : 1964RSPSA.277..237H . дои : 10.1098/rspa.1964.0019 . S2CID   122573530 .
  6. ^ Коулман, Пирс (1984). «Новый подход к проблеме смешанной валентности». Физический обзор B . 29 (6): 3035–3044. Бибкод : 1984PhRvB..29.3035C . дои : 10.1103/PhysRevB.29.3035 .
  7. ^ Рид, Н.; Ньюнс, DM (1983). «Новый функциональный интегральный формализм для вырожденной модели Андерсона». Журнал физики C: Физика твердого тела . 16 (29): Л1055–Л1060. Бибкод : 1983JPhC...16.1055R . дои : 10.1088/0022-3719/16/29/007 .
  8. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Андерсон, PW; Баскаран, Г.; Цзоу, З.; Сюй, Т. (1987). «Резонансно-валентная теория фазовых переходов и сверхпроводимости в соединениях на основе La2CuO4». Письма о физических отзывах . 58 (26): 2790–2793. Бибкод : 1987PhRvL..58.2790A . doi : 10.1103/PhysRevLett.58.2790 . ПМИД   10034850 .
  9. ^ Котляр, Габриэль; Лю, Цзялин (1988). «Механизм сверхобмена и d-волновая сверхпроводимость». Физический обзор B . 38 (7): 5142–5145. Бибкод : 1988PhRvB..38.5142K . дои : 10.1103/PhysRevB.38.5142 . ПМИД   9946940 .
  10. ^ Миллис, Эй Джей; Ли, Пенсильвания (1986). «Разложение по большим орбитальным вырождениям для решеточной модели Андерсона». Физический обзор B . 35 (7): 3394–3414. дои : 10.1103/PhysRevB.35.3394 . ПМИД   9941843 .
  11. ^ Коулман, П.; Андрей Н. (1989). «Кондостабилизированные спиновые жидкости и сверхпроводимость тяжелых фермионов». Физический журнал: конденсированное вещество . 1 (26). Институт физики: 4057–4080. Бибкод : 1989JPCM....1.4057C . дои : 10.1088/0953-8984/26.01.003 .
  12. ^ Чандра, П.; Коулман, П.; Ларкин, А.И. (1990). «Переход Изинга в неудовлетворительных моделях Гейзенберга». Письма о физических отзывах . 64 (1): 88–91. Бибкод : 1990PhRvL..64...88C . doi : 10.1103/PhysRevLett.64.88 . ПМИД   10041280 .
  13. ^ Сюй, Ценке; Мюллер, Маркус; Сачдев, Субир (2008). «Изинговские и спиновые порядки в сверхпроводниках на основе железа». Физический обзор B . 79 (2): 020501(Р). arXiv : 0804.4293 . Бибкод : 2008PhRvB..78b0501X . doi : 10.1103/PhysRevB.78.020501 . S2CID   6815720 .
  14. ^ Коулман, П.; Миранда, Э.; Цвелик, А. (1993). «Возможная реализация нечетночастотного спаривания в соединениях тяжелых фермионов». Письма о физических отзывах . 70 (19): 2960–2963. arXiv : cond-mat/9302018 . Бибкод : 1993PhRvL..70.2960C . doi : 10.1103/PhysRevLett.70.2960 . ПМИД   10053697 . S2CID   17236854 .
  15. ^ Коулман, П.; Миранда, Э.; Цвелик, А. (1994). «Спаривание нечетных частот в решетке Кондо». Физический обзор B . 49 (13): 8955–8982. arXiv : cond-mat/9305017 . Бибкод : 1994PhRvB..49.8955C . дои : 10.1103/PhysRevB.49.8955 . ПМИД   10009677 . S2CID   16281393 .
  16. ^ Коулман, П.; Шофилд, Эй Джей; Цвелик, А.М. (1996). «Феноменологическое уравнение переноса купратных металлов». Письма о физических отзывах . 76 (8): 1324–1327. arXiv : cond-mat/9602001 . Бибкод : 1996PhRvL..76.1324C . дои : 10.1103/PhysRevLett.76.1324 . ПМИД   10061692 . S2CID   44549797 .
  17. ^ Шредер, А.; Эппли, Г.; Колдеа, Р.; Адамс, М.; Стокерт, О.; Лёнейсен, Хв; Бучер, Э.; Рамазашвили Р.; Коулман, П. (2000). «Начало антиферромагнетизма в тяжелых фермионных металлах». Природа . 407 (6802): 351–355. arXiv : cond-mat/0011002 . Бибкод : 2000Natur.407..351S . дои : 10.1038/35030039 . ПМИД   11014185 . S2CID   4414169 .
  18. ^ Коулман, П.; Пепен, К.; Си, Цимяо; Рамазашвили, Р. (2001). «Как ферми-жидкости становятся тяжелыми и умирают?». Физический журнал: конденсированное вещество . 13 (35): Р723–Р738. arXiv : cond-mat/0105006 . дои : 10.1088/0953-8984/13/35/202 . S2CID   15940806 .
  19. ^ Пашен, С.; Люманн, Т.; Вирт, С.; Гегенварт, П.; Троварелли, О.; Гейбель, К.; Стеглич, Ф.; Коулман, П.; Си, К. (2004). «Эволюция эффекта Холла в критической точке квантовой точки тяжелых фермионов». Природа . 432 (7019): 881–885. arXiv : cond-mat/0411074 . Бибкод : 2004Natur.432..881P . дои : 10.1038/nature03129 . ПМИД   15602556 . S2CID   4415212 .
  20. ^ Шишидо, Хироаки; Сеттай, Рикио; Харима, Хиатомо; Онуки, Ёсичика (2005). «Резкое изменение поверхности Ферми при критическом давлении в CeRhIn 5: исследование dHvA под давлением». Журнал Физического общества Японии . 74 (4): 1103–1106. Бибкод : 2005JPSJ...74.1103S . дои : 10.1143/JPSJ.74.1103 .
  21. ^ Дзеро, Максим; Сан, Кай; Галицкий, Виктор; Коулман, Пирс (2010). «Топологические изоляторы Кондо». Письма о физических отзывах . 104 (10): 106408. arXiv : 0912.3750 . Бибкод : 2010PhRvL.104j6408D . doi : 10.1103/PhysRevLett.104.106408 . ПМИД   20366446 . S2CID   119270507 .
  22. ^ Райх, Евгения Сэмюэл (2012). «Появляются надежды на экзотический изолятор» . Природа . 492 (7428): 165. Бибкод : 2012Natur.492..165S . дои : 10.1038/492165a . ПМИД   23235853 .
  23. ^ Волчовер, Натали (2 июля 2015 г.). «Парадоксальный кристалл ставит в тупик физиков» . Журнал Кванта .
  24. ^ «Иэн Ричи — Королевская инженерная академия» .
  25. ^ "Обо мне" . 6 января 2014 г.
  26. ^ «Максим Дзеро | Физика | Кентский государственный университет» .
  27. ^ «An9 | Физика и астрономия | Университет Райса» .
  28. ^ «Ребекка Флинт» . Архивировано из оригинала 02 сентября 2019 г. Проверено 15 июля 2022 г.
  29. ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Томлин, Сара (2 сентября 2004 г.). «Братья по искусству» . Природа . 431 (7004): 14–16. дои : 10.1038/431014a . ПМИД   15343304 . S2CID   4379887 .
  30. ^ Коулман, Пирс; Чайкин, Павел (2010). «Эмерджентное поведение в квантовой материи» . Анненбургский ученик .
  31. ^ APS Fellows, 1995-настоящее время , Американское физическое общество . По состоянию на 21 июля 2011 г.

Внешние ссылки [ править ]

Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 1e5f038c2ae8b5a770a586ad6bac1588__1717814940
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/1e/88/1e5f038c2ae8b5a770a586ad6bac1588.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Piers Coleman - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)