Kvantová kritikalita a kvantové fázové přechody

Text

Zákony kvantové fyziky obecně platí na mikroskopických vzdálenostech a ve velmi nízkých teplotách. Jestliže se však koherence mezi mikroskopickými částicemi projevuje na velkých vzdálenostech, mikroskopická kvantová dynamika pak výrazně ovlivňuje makroskopické chování kondenzovaných látek a může vest až na globální změny ve formě fázových přechodů.

Kvantové kritické chování a fázové přechody se nejčastěji realizují a jsou pozorovány v systémech se silnou interakcí mezi valenčními elektrony v pevných látkách. Itinerantní magnetismus a supravodivost jsou typické makroskopické jevy jejichž existence je vysvětlitelná pouze v rámci kvantové mechaniky.

Komplexní teorie kvantového kritického chování srovnatelná s teorií klasických fázových přechodů dosud chybí, i přes svůj význam a rozsah možných aplikací. Tento nedostatek se snažíme odstranit pomocí techniky Greenových funkcí a Feynmanových diagramů, které využíváme k tomu, abychom analyticky popsali a kontrolovali efekty silné elektronové korelace v nanorozměrných a objemových materiálech.

Základem našeho přístupu je renormalizace elektronových interakcí optimálně vyvažující násobné rozptyly elektronu na ostatních elektronech a dírách. Konečným cílem je vyvinout semianalytickou, termodynamicky konsistentní  teorii kvantového kritického chování typu středního statistického pole, která zohledňuje lokální kvantové a prostorové fluktuace v termodynamických a spektrálních funkcích krystalů se silně korelovanými elektrony.

Spektrální funkce silně korelovaných elektronů
Popis
Typická teplotní závislost spektrální funkce silně korelovaných elektronů bez dalekodosahového uspořádání. Kombinovaný efekt silné odpuzování elektronů a tepelné fluktuace vedou na vypuzování elektronů z Fermiho energie do satelitních Hubbardových energetických pásů. Snižování teploty zvyšuje kvantovou koherenci a úzký kvazičásticový peak okolo Fermiho energie se začíná formovat. Ten je projevem formování lokálního magnetického momentu v kovech. Hubbardovy pásy přežívají i do nízkých teplot. Energetická jednotka je efektivní šířka energetického vodivostního pásu kovů.
Na tématu se podílejí