Цветная сверхпроводимость SU(2)
Свойством сверхпроводимости при низких температурах обладают несколько сотен металлов, соединений, сплавов и керамики. материя SU (2) цветная кварковая К списку сверхпроводящих систем примыкает . Хотя это математическая абстракция, считается, что ее свойства тесно связаны с SU(3) материей цветных кварков , которая существует в природе, когда обычная материя сжимается при надъядерных плотностях выше ~ 0,5 · 10. 39 нуклон/см 3 .
Сверхпроводники в лаборатории
[ редактировать ]Сверхпроводящие материалы характеризуются потерей сопротивления и двумя параметрами: критической температурой T c и критическим магнитным полем, которое приводит к сверхпроводник в нормальное состояние. В 1911 г. Х. Камерлинг-Оннес открыл сверхпроводимость ртути при температуре ниже 4 К. Позднее были обнаружены и другие вещества, обладающие сверхпроводимостью при температуре до 30 К. Сверхпроводники предотвращают проникновение внешнего магнитного поля в образец, когда напряженность магнитного поля меньше критического значения. Этот эффект получил название эффекта Мейснера . Высокотемпературная сверхпроводимость была открыта в 1980-х годах. Из известных соединений самая высокая критическая температура Т с = 135 К принадлежит HgBa 2 Ca 2 Cu 3 O 8+x .
Низкотемпературная сверхпроводимость нашла теоретическое объяснение в модели Бардина, Купера и Шриффера ( теория БКШ ). [1] Физической основой модели является явление куперовского спаривания электронов. Поскольку пара электронов имеет целочисленный спин, коррелированные состояния электронов могут образовывать конденсат Бозе-Эйнштейна.Эквивалентный формализм был развит Боголюбовым. [2] и Валатин . [3]
Куперовское спаривание нуклонов происходит в обычных ядрах. Эффект проявляется в массовой формуле Бете–Вайцзеккера , последний член спаривания из которых описывает корреляционную энергию двух нуклонов. Из-за спаривания энергия связи четно-четных ядер систематически превышает энергию связи нечетно-четных и нечетно-четных ядер. нечетные-нечетные ядра.
Сверхтекучесть нейтронных звезд
[ редактировать ]Сверхтекучая фаза нейтронного вещества существует в нейтронных звездах. Сверхтекучесть описывается моделью БКШ с реалистичным потенциалом нуклон-нуклонного взаимодействия.При увеличении плотности ядерной материи выше плотности насыщения образуется кварковая материя. Ожидается, что плотная кварковая материя при низких температуры является цветным сверхпроводником. [4] [5] [6] В случае цветовой группы SU(3) бозе-эйнштейновский конденсат кварковых куперовских пар несет открытый цвет. Чтобы удовлетворить требования заключения , рассматривается бозе-эйнштейновский конденсат бесцветных 6-кварковых состояний: [5] или используется прогнозируемая теория БКШ. [7] [8]
Сверхпроводимость с плотной двухцветной КХД
[ редактировать ]Формализм БКШ без изменений применим к описанию кварковой материи цветовой группы SU(2), где куперовские пары бесцветны. Модель Намбу -Йона-Лазинио. предсказывает существование сверхпроводящей фазы материи цветных кварков SU (2) при высоких плотностях.. [9] Эта физическая картина подтверждается в модели Полякова–Намбу–Йона-Лазинио: [10] а также в решеточных моделях КХД [11] , [12] в которой свойства холодной кварковой материи могут быть описаны на основе первых принципов квантовой хромодинамики . Возможность моделирования на решетках двухцветной КХД при конечных химических потенциалах для четного числа ароматов кварков связана с положительной определенностью интегральной меры и отсутствия проблемы знаков .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бардин, Дж.; Купер, Л.Н.; Шриффер, младший (1957). «Микроскопическая теория сверхпроводимости» . Физический обзор . 106 (1): 162–164. Бибкод : 1957PhRv..106..162B . дои : 10.1103/PhysRev.106.162 .
- ^ Боголюбов Н. Н. (1958). «О новом методе в теории сверхпроводимости». Иль Нуово Чименто . 7 (6): 794–805. Бибкод : 1958NCim....7..794B . дои : 10.1007/bf02745585 . S2CID 120718745 .
- ^ Валатин, Дж. Г. (1958). «Комментарии к теории сверхпроводимости». Иль Нуово Чименто . 7 (6): 843–857. Бибкод : 1958NCim....7..843V . дои : 10.1007/bf02745589 . S2CID 123486856 .
- ^ Иваненко Д.Д.; Курджелаидзе, Д.Ф. (1969). «Замечания о кварковых звездах». Lettere al Nuovo Cimento . 2 : 13–16. Бибкод : 1969NCimL...2...13I . дои : 10.1007/BF02753988 . S2CID 120712416 .
- ^ Jump up to: а б Барруа, Британская Колумбия (1977). «Сверхпроводящая кварковая материя». Ядерная физика Б . 129 (3): 390–396. Бибкод : 1977НуФБ.129..390Б . дои : 10.1016/0550-3213(77)90123-7 .
- ^ Раджагопал, К.; Вильчек, Ф. (2000). «Физика конденсированного состояния КХД». На переднем крае физики элементарных частиц . 34 : 2061–2151. arXiv : hep-ph/0011333 . дои : 10.1142/9789812810458_0043 . ISBN 978-981-02-4445-3 . S2CID 13606600 .
- ^ Бэйман, Б.Ф. (1960). «Вывод метода парной корреляции». Ядерная физика . 15 : 33–38. Бибкод : 1960NucPh..15...33B . дои : 10.1016/0029-5582(60)90279-0 .
- ^ Аморе, П.; Бирс, MC; Макговерн, Дж.А.; Уолет, Северная Каролина (2002). «Цветная сверхпроводимость в конечных системах». Физический обзор D . 65 (7): 074005. arXiv : hep-ph/0110267 . Бибкод : 2002PhRvD..65g4005A . doi : 10.1103/PhysRevD.65.074005 . S2CID 119105093 .
- ^ Кондратюк Л.А.; Криворученко, М.И. (1992). «Сверхпроводящая кварковая материя цветовой группы SU (2)». Журнал физики А. 344 (1): 99–115. Бибкод : 1992ZPhyA.344...99K . дои : 10.1007/BF01291027 . S2CID 120467300 .
- ^ Стродтхофф, Н.; фон Смекаль, Л. (2014). «Модель Полякова-кварка-мезон-дикварка для двухцветной КХД». Буквы по физике Б. 731 : 350–357. arXiv : 1306.2897 . Бибкод : 2014PhLB..731..350S . дои : 10.1016/j.physletb.2014.03.008 . S2CID 118559080 .
- ^ Хэндс, С.; Ким, С.; Скуллеруд, Ж.-И. (2006). «Деконфайнмент в плотной двухцветной КХД». Европейский физический журнал C . 48 (1): 193–206. arXiv : hep-lat/0604004 . Бибкод : 2006EPJC...48..193H . дои : 10.1140/epjc/s2006-02621-8 . S2CID 6669937 .
- ^ Брагута, В.В.; Ильгенфриц, Э.-М.; Котов А. Ю.; Молочков А.В.; Николаев, А.А. (2016). «Исследование фазовой диаграммы плотной двухцветной КХД в рамках моделирования решетки». Физический обзор D . 94 (11): 114510. arXiv : 1605.04090 . Бибкод : 2016PhRvD..94k4510B . дои : 10.1103/PhysRevD.94.114510 . S2CID 119138862 .