Transición de Kosterlitz-Thouless
La transición Berezinskii-Kosterlitz-Thouless ( transición BKT ) es una transición de fase del modelo bidimensional (2-D) XY en física estadística . Es una transición de pares vórtice-antivórtex unidos a bajas temperaturas a vórtices no apareados y antivórtices a alguna temperatura crítica. La transición lleva el nombre de los físicos de materia condensada Vadim Berezinskii , John M. Kosterlitz y David J. Thouless . [1] Las transiciones BKT se pueden encontrar en varios sistemas 2-D en la física de la materia condensada que son aproximados por el modelo XY, incluida la unión de Josephson.matrices y películas granulares superconductoras desordenadas delgadas . [2] Más recientemente, el término ha sido aplicado por la comunidad de transición de aisladores superconductores 2-D a la fijación de pares de Cooper en el régimen de aislamiento, debido a similitudes con la transición de vórtice BKT original.
El trabajo en la transición condujo a la concesión del Premio Nobel de Física 2016 a Thouless y Kosterlitz; Berezinskii murió en 1980.
El modelo XY es un modelo de espín vectorial bidimensional que posee U (1) o simetría circular. No se espera que este sistema posea una transición de fase de segundo orden normal . Esto se debe a que la fase ordenada esperada del sistema es destruida por fluctuaciones transversales, es decir, los modos Nambu-Goldstone (ver bosón Goldstone ) asociados con esta simetría continua rota , que divergen logarítmicamente con el tamaño del sistema. Este es un caso específico de lo que se denomina teorema de Mermin-Wagner en sistemas de espín.
De manera rigurosa, la transición no se comprende completamente, pero McBryan & Spencer (1977) y Fröhlich & Spencer (1981) demostraron la existencia de dos fases .
En el modelo XY en dos dimensiones, no se ve una transición de fase de segundo orden. Sin embargo, se encuentra una fase cuasi ordenada de baja temperatura con una función de correlación (ver mecánica estadística ) que disminuye con la distancia como una potencia, que depende de la temperatura. La transición de la fase desordenada de alta temperatura con la correlación exponencial a esta fase cuasi ordenada de baja temperatura es una transición de Kosterlitz-Thouless. Es una transición de fase de orden infinito.
En el modelo 2-D XY, los vórtices son configuraciones topológicamente estables. Se encuentra que la fase desordenada de alta temperatura con decadencia de correlación exponencial es el resultado de la formación de vórtices. La generación de vórtices se vuelve termodinámicamente favorable a la temperatura crítica de la transición Kosterlitz-Thouless. A temperaturas por debajo de esto, la generación de vórtices tiene una correlación de ley de potencia.
