Nesoulad mezi mikroskopickou kvantovou dynamikou a makroskopickým uspořádáním v systémech se silnou elektronovou korelací

Text

V této práci jsme poukázali na dlouho opomíjený problém konsistentního propojení mikroskopické mnohočásticové kvantové dynamiky s makroskopickým dalekodosahovým uspořádáním. Toto propojení je v současné době konstruovánu v rámci kanonického schématu Bayma a Kadanoffa. V této konstrukci je nutné rozlišit dva vertex zodpovědné za odezvu systému na vnější poruchy: dynamický, odvozený z kvantové mikroskopické teorie a makroskopický splňující zákony zachování. Tyto vertex nejsou identické v žádné přibližné teorii. Divergence v každém z nich indikuje nestabilitu. Poukázali jsme na dvojznačnost definice fázové nestability. Ukázali jsme, že každý vertex obsahuje divergenci, která je ale v různých kritických bodech a výsledné kritické chování ani jednoho vertex nevede na úplný termodynamický popis fázové transformace. Divergenci dynamické vrcholové funkce ze Schwingerovy-Dysonovy rovnice nelze přímo spojit se vznikem termodynamického uspořádání, neboť nesplňuje Wardovu identitu. V důsledku toho, tuto vrcholovou funkci nelze spojitě prodloužit za bod její nestability. 

Na druhé straně divergence v makroskopické vrcholové funkci splňující Wardovu identitu nemá přímou souvislost s mikroskopickými vlastnostmi a neindikuje žádné kritické chování ve spektrální funkci a měrném teple, jak se očekává z exaktních výsledků. Z těchto důvodů je určení nestabilit termodynamických stavů silně korelovaných elektronů nalezených z dynamických mikroskopických přiblížení nespolehlivé. Námi odhalená dvojznačnost definice kritického chování v rámci konstrukce Bayma a Kadanoffa má významný důsledek, že současné přístupy k propojení mikroskopické mnohočásticové dynamiky silně korelovaných elektronů s makroskopickými, termodynamickými stavy a jejich stabilitou jsou nedostatečné a vyžadují významné korekce. Plně konsistentní propojení kvantové mnohočásticové dynamiky a termodynamické stability musí být teprve nalezeno. 

Příklad dvojznačnosti definice fázové instability.
Popis
Příklad dvojznačnosti definice fázové instability. Závislost bezrozměrné Kondovy škály, která je mírou vzdálenosti k magnetické nestabilitě, na síle elektronové interakce U. Kondova škála a určená z mikroskopické dynamické teorie, červené křivky, a Kondova škála z magnetické susceptibility am=χ0/χ, modré křivky, jsou vyneseny pro různé hodnoty ultrafialového ořezání polárního přiblíženi, spolehlivého pro určení kritického bodu, Ω; χ0,χ jsou holá a nenormalizovaná susceptibilita při teplotě absolutní nuly. Černá plná čára je statické řešení Hartreeho-Focka (1-U/π). Exaktní řešení plně potlačuje magnetickou instabilitu, jak odpovídá červeným křivkám mikroskopického dynamického řešení. Termodynamická nestabilita z makroskopické teorie, modré křivky, vede ale na nefyzikální nestabilitu. Tento výsledek diskvalifikuje současná dynamická přibližná řešení ve spolehlivém určení nestabilit silně korelovaných elektronů.

Kontaktní osoba: Václav Janiš