Теория резонирующей валентной связи
В физике конденсированного состояния теория резонирующей валентной связи ( РВБ ) представляет собой теоретическую модель , которая пытается описать высокотемпературную сверхпроводимость и, в частности, сверхпроводимость в купратных соединениях. Впервые оно было предложено американским физиком П. У. Андерсоном и индийским физиком-теоретиком Ганапати Баскараном в 1987 году. [1] [2] Теория утверждает, что в решетках оксида меди электроны соседних атомов меди взаимодействуют, образуя валентную связь , которая удерживает их на месте. Однако при легировании эти электроны могут действовать как подвижные куперовские пары и способны проявлять сверхпроводимость. Андерсон заметил в своей статье 1987 года, что причина сверхпроводимости в легированных купратах кроется в изоляционной природе Мотта кристаллического оксида меди. [3] RVB основан на моделях Хаббарда и tJ, используемых при изучении сильно коррелированных материалов . [4]
В 2014 году ученые EPFL обнаружили доказательства того, что дробные частицы могут возникать в квазидвумерных магнитных материалах. [5] оказание поддержки теории Андерсона высокотемпературной сверхпроводимости. [6]
Описание [ править ]
Физика изоляторов Мотта описывается отталкивающей модели Хаббарда гамильтонианом :
В 1971 году Андерсон впервые предположил, что этот гамильтониан может иметь невырожденное основное состояние, состоящее из неупорядоченных спиновых состояний. Вскоре после открытия высокотемпературных сверхпроводников Андерсон и Кивельсон и др. предложил для этих материалов основное состояние резонирующей валентной связи , записанное как
где представляет собой покрытие решетки димерами ближайших соседей. Каждое такое покрытие имеет одинаковый вес. В приближении среднего поля состояние RVB может быть записано в терминах проекции Гутцвиллера и отображает сверхпроводящий фазовый переход по механизму Костерлица-Таулесса . [7] Однако строгое доказательство существования сверхпроводящего основного состояния ни в хаббардовском, ни в гамильтониане tJ пока не известно. [7] Далее стабильность основного состояния RVB пока не подтверждена. [8]
Ссылки [ править ]
- ^ Манн, Адам (2011). «Высокотемпературная сверхпроводимость в 25: все еще в напряжении» . Природа . 475 (7356): 280–282. Бибкод : 2011Природа.475..280М . дои : 10.1038/475280a . ПМИД 21776057 .
- ^ Чо, Адриан (30 марта 2020 г.). «Умер Филип Андерсон, легендарный теоретик, чьи идеи сформировали современную физику» . Наука . АААС. дои : 10.1126/science.abb9809 . Проверено 25 мая 2020 г.
- ^ Заанен, Ян (2010). «Современная, но слишком короткая история теории сверхпроводимости при высоких температурах». arXiv : 1012.5461 [ cond-mat.supr-con ].
- ^ Вебер, Седрик (2007). Вариационное исследование сильно коррелированных электронных моделей (PDF) . Федеральная политехническая школа Лозанны. Архивировано из оригинала (PDF) 1 октября 2018 г. Проверено 8 апреля 2012 г.
- ^ Пьяцца, Б. Далла (2015). «Дробные возбуждения в квантовом антиферромагнетике с квадратной решеткой» . Физика природы . 11 (1): 62–68. arXiv : 1501.01767 . Бибкод : 2015NatPh..11...62D . дои : 10.1038/nphys3172 . ПМК 4340518 . ПМИД 25729400 .
- ^ «Как расщепляются электроны: новые доказательства экзотического поведения» . Нановерк . Федеральная политехническая школа Лозанны. 23 декабря 2014 г. Проверено 23 декабря 2014 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Баскаран, Ганапати (2009). «Пятикратный путь к новым высокотемпературным сверхпроводникам» (PDF) . Прамана . 73 (1): 61–112. Бибкод : 2009Прама..73...61Б . дои : 10.1007/s12043-009-0094-8 . S2CID 73670216 . Проверено 8 апреля 2012 г.
- ^ Домбре, Тьерри; Габриэль Котляр (1989). «Нестабильность состояния дальнодействующей резонирующей валентной связи в подходе среднего поля» (PDF) . Физический обзор B . 39 (1): 855–857. Бибкод : 1989PhRvB..39..855D . дои : 10.1103/PhysRevB.39.855 . ПМИД 9947250 . Проверено 8 апреля 2012 г.