En la física de la materia condensada , la teoría del enlace de valencia resonante (RVB) es un modelo teórico que intenta describir la superconductividad de alta temperatura y, en particular, la superconductividad en los compuestos de cuprato . Fue propuesto por primera vez por un físico estadounidense PW Anderson y el físico teórico indio Ganapathy Baskaran en 1987. [1] [2] La teoría establece que en las redes de óxido de cobre , los electrones de los átomos de cobre vecinos interactúan para formar un enlace de valencia , que los bloquea en lugar. Sin embargo, con el dopaje, estos electrones pueden actuar como pares de Cooper móviles y son capaces de superconducir. Anderson observó en su artículo de 1987 que el origen de la superconductividad en los cupratos dopados estaba en la naturaleza aislante de Mott del óxido de cobre cristalino. [3] RVB se basa en los modelos Hubbard y tJ utilizados en el estudio de materiales fuertemente correlacionados . [4]
En 2014, científicos de EPFL [5] encontraron evidencia que mostraba que las partículas fraccionadas pueden ocurrir en materiales magnéticos cuasi bidimensionales, lo que respalda la teoría de Anderson de la superconductividad a alta temperatura. [6]
Descripción
La física de los aisladores Mott está descrita por el repulsivo modelo Hamiltoniano de Hubbard :
En 1971, Anderson sugirió por primera vez que este hamiltoniano puede tener un estado fundamental no degenerado que se compone de estados de espín desordenados. Poco después del descubrimiento de los superconductores de alta temperatura, Anderson y Kivelson et al. propuso un estado fundamental de enlace de valencia resonante para estos materiales, escrito como
dónde representaba una cubierta de una celosía por dímeros vecinos más cercanos. Cada una de estas cubiertas se pondera por igual. En una aproximación de campo medio , el estado RVB se puede escribir en términos de una proyección de Gutzwiller y muestra una transición de fase superconductora según el mecanismo de Kosterlitz-Thouless . [7] Sin embargo, aún no se conoce una prueba rigurosa de la existencia de un estado fundamental superconductor en el Hubbard o en el tJ hamiltoniano. [7] Además, aún no se ha confirmado la estabilidad del estado fundamental RVB. [8]
Referencias
- ^ Mann, Adam (2011). "Superconductividad de alta temperatura a los 25: todavía en suspenso" . Naturaleza . 475 (7356): 280–282. Código Bibliográfico : 2011Natur.475..280M . doi : 10.1038 / 475280a . PMID 21776057 . Consultado el 8 de abril de 2012 .
- ^ Cho, Adrian (30 de marzo de 2020). "Philip Anderson, teórico legendario cuyas ideas dieron forma a la física moderna, muere" . Ciencia . AAAS. doi : 10.1126 / science.abb9809 . Consultado el 25 de mayo de 2020 .
- ^ Zaanen, enero (2010). "Una historia moderna, pero demasiado corta de la teoría de la superconductividad a alta temperatura". arXiv : 1012.5461 [ cond-mat.supr-con ].
- ^ Weber, Cédric (2007). Estudio variacional de modelos electrónicos fuertemente correlacionados (PDF) . École Polytechnique Fédérale de Lausanne.
- ^ Piazza, B. Dalla (2015). "Excitaciones fraccionales en el antiferromagnet cuántico de celosía cuadrada" . Física de la naturaleza . 11 (1): 62–68. arXiv : 1501.01767 . Código Bibliográfico : 2015NatPh..11 ... 62D . doi : 10.1038 / nphys3172 . PMC 4340518 . PMID 25729400 .
- ^ "Cómo se dividen los electrones: nueva evidencia de comportamientos exóticos" . Nanowerk . École Polytechnique Fédérale de Lausanne. 23 de diciembre de 2014 . Consultado el 23 de diciembre de 2014 .
- ^ a b Baskaran, Ganapathy (2009). "Cinco vías hacia nuevos superconductores de alta Tc" (PDF) . Pramana . 73 (1): 61–112. Código Bibliográfico : 2009Prama..73 ... 61B . doi : 10.1007 / s12043-009-0094-8 . Consultado el 8 de abril de 2012 .
- ^ Dombre, Thierry; Gabriel Kotliar (1989). "Inestabilidad del estado de enlace de valencia resonante de largo alcance en el enfoque de campo medio" (PDF) . Physical Review B . 39 (1): 855–857. Código Bibliográfico : 1989PhRvB..39..855D . doi : 10.1103 / PhysRevB.39.855 . PMID 9947250 . Consultado el 8 de abril de 2012 .