Subir Sachdev es profesor de Física Herchel Smith [1] en la Universidad de Harvard y se especializa en materia condensada . Fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. En 2014 y recibió el Premio Lars Onsager de la Sociedad Estadounidense de Física y la Medalla Dirac del ICTP en 2018.
Subir Sachdev | |
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Nació | 2 de diciembre de 1961 Nueva Delhi |
alma mater | Instituto de Tecnología de Massachusetts (BS), Universidad de Harvard (Ph.D) |
Conocido por | Teorías de estados críticos y topológicos de la materia cuántica; Modelo SYK de líquidos no Fermi y agujeros negros cuánticos |
Premios |
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Carrera científica | |
Campos | Teoría de la materia condensada |
Tesis | Frustración y orden en metales rápidamente enfriados (1985) |
Asesor de doctorado | DR Nelson |
Sitio web | qpt |
La investigación de Sachdev describe la conexión entre las propiedades físicas de los materiales cuánticos modernos y la naturaleza del entrelazamiento cuántico en la función de onda de muchas partículas . Sachdev ha realizado amplias contribuciones a la descripción de las diversas variedades de estados entrelazados de la materia cuántica. Estos incluyen estados con orden topológico , con y sin brecha de energía a las excitaciones, y estados críticos sin excitaciones de cuasipartículas . Muchas de estas contribuciones se han relacionado con experimentos, especialmente con los ricos diagramas de fase de los superconductores de alta temperatura .
Metales extraños y agujeros negros
Los ejemplos extremos de entrelazamiento cuántico complejo surgen en estados metálicos de la materia sin excitaciones de cuasipartículas , a menudo llamados metales extraños . Sorprendentemente, existe una conexión íntima entre la física cuántica de los metales extraños que se encuentran en los materiales modernos (que se pueden estudiar en experimentos de sobremesa) y el entrelazamiento cuántico cerca de los agujeros negros de la astrofísica.
Esta conexión se ve más claramente si primero se piensa más detenidamente en la característica definitoria de un metal extraño: la ausencia de cuasipartículas. En la práctica, dado un estado de materia cuántica, es difícil descartar completamente la existencia de cuasipartículas: si bien se puede confirmar que ciertas perturbaciones no crean excitaciones de cuasipartículas únicas, es casi imposible descartar un operador no local que podría crear una cuasipartícula exótica en la que los electrones subyacentes están entrelazados de forma no local. Sachdev argumentó [2] [3] en cambio que es mejor examinar qué tan rápido el sistema pierde coherencia de fase cuántica, o alcanza el equilibrio térmico local en respuesta a perturbaciones externas generales. Si existieran cuasipartículas, el desfase llevaría mucho tiempo durante el cual las cuasipartículas excitadas chocarían entre sí. Por el contrario, los estados sin cuasipartículas alcanzan el equilibrio térmico local en el tiempo más rápido posible, delimitado por debajo por un valor de orden ( constante de Planck ) / (( constante de Boltzmann ) x ( temperatura absoluta )). [2] Sachdev propuso [4] [5] un modelo solucionable de un metal extraño (una variante del cual ahora se llama modelo Sachdev-Ye-Kitaev (SYK)), que demostró saturar tal límite en el tiempo para alcanzar el caos cuántico . [6]
Ahora podemos hacer la conexión con la teoría cuántica de los agujeros negros: en general, los agujeros negros también se termalizan y alcanzan el caos cuántico en un tiempo de orden ( constante de Planck ) / (( constante de Boltzmann ) x ( temperatura absoluta )), [7] [8] donde la temperatura absoluta es la temperatura de Hawking del agujero negro . Y esta similitud con la materia cuántica sin cuasipartículas no es una coincidencia: para los modelos SYK, Sachdev había argumentado [9] que el metal extraño tiene una descripción dual holográfica en términos de la teoría cuántica de los agujeros negros en un espacio-tiempo curvo con 1 dimensión espacial.
Esta conexión, y otros trabajos relacionados de Sachdev y colaboradores, han dado lugar a valiosos conocimientos sobre las propiedades de la materia cuántica electrónica y sobre la naturaleza de la radiación de Hawking de los agujeros negros. Los modelos solubles de metales extraños obtenidos del mapeo gravitacional han inspirado análisis de modelos más realistas de metales extraños en los superconductores de alta temperatura y otros compuestos. Tales predicciones se han relacionado con experimentos, incluidos algunos [10] que están en buen acuerdo cuantitativo con las observaciones sobre el grafeno . [11] [12] Estos temas se tratan con más detalle en Investigación .
Carrera profesional
Sachdev asistió a la escuela en St. Joseph's Boys 'High School, Bangalore y Kendriya Vidyalaya , ASC, Bangalore . Asistió a la universidad en el Instituto Indio de Tecnología de Delhi durante un año. Se trasladó al Instituto de Tecnología de Massachusetts, donde se graduó en Física. Recibió su Ph.D. en física teórica de la Universidad de Harvard . Ocupó cargos profesionales en Bell Labs (1985-1987) y en la Universidad de Yale (1987-2005), donde fue profesor de física, antes de regresar a Harvard, donde ahora es profesor de física Herchel Smith . También ha ocupado puestos de visita como la Cátedra Cenovus Energy James Clerk Maxwell en Física Teórica [13] en el Instituto Perimetral de Física Teórica , y la Cátedra Dr. Homi J. Bhabha [14] en el Instituto Tata de Investigación Fundamental . [ cita requerida ] También ha estado en el jurado de Ciencias Físicas para el Premio Infosys de 2018. [15]
Honores
- Elegido miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias , 2019. [16]
- Miembro honorario de la Academia de Ciencias de la India , 2019. [17]
- Miembro extranjero de la Academia Nacional de Ciencias de la India , 2019. [18]
- Medalla Dirac ( Centro Internacional de Física Teórica ), 2018; compartió con Dam Thanh Son y Xiao-Gang Wen por "contribuciones independientes hacia la comprensión de fases novedosas en sistemas de muchos cuerpos que interactúan fuertemente, introduciendo técnicas transdisciplinarias originales". [19] La cita dice:
Subir Sachdev ha realizado contribuciones pioneras en muchas áreas de la física teórica de la materia condensada. De particular importancia fue el desarrollo de la teoría de los fenómenos críticos cuánticos en aislantes, superconductores y metales; la teoría de los estados de espín-líquido de los antiferromagnetos cuánticos y la teoría de las fases fraccionadas de la materia; el estudio de nuevas transiciones de fase de desconfinamiento; la teoría de la materia cuántica sin cuasipartículas; y la aplicación de muchas de estas ideas a problemas no relacionados a priori en la física de los agujeros negros, incluido un modelo concreto de líquidos que no son de Fermi.
- Premio Lars Onsager ( Sociedad Estadounidense de Física ), 2018, para reconocer la investigación destacada en física estadística teórica, incluidos los fluidos cuánticos. [20] La cita dice:
por sus contribuciones fundamentales a la teoría de las transiciones de fase cuántica, el magnetismo cuántico y los líquidos de espín fraccionado, y por su liderazgo en la comunidad de la física.
- Medalla Dirac para el Avance de la Física Teórica ( Universidad de Nueva Gales del Sur ), 2015. [21] La cita dice:
La Medalla Dirac fue otorgada al profesor Sachdev en reconocimiento a sus muchas contribuciones seminales a la teoría de los sistemas de materia condensada que interactúan fuertemente: transiciones de fase cuántica, incluida la idea de desconfinamiento crítico y la ruptura del paradigma de Landau-Ginsburg-Wilson basado en la simetría convencional; la predicción de estados exóticos "espín-líquido" y fraccionados; y aplicaciones a la teoría de la superconductividad a alta temperatura en los materiales de cuprato.
- Elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. , 2014. [22] La cita dice:
Sachdev ha realizado avances seminales en la teoría de los sistemas de materia condensada cerca de una transición de fase cuántica, que han dilucidado la rica variedad de comportamiento estático y dinámico en dichos sistemas, tanto a temperaturas finitas como a T = 0. Su libro, Quantum Phase Transitions , [2] es el texto básico del campo.
- Profesor Distinguido Abdus Salam , Centro Internacional de Física Teórica, Trieste, Italia, 2014. [23]
- Cátedra Hendrik Lorentz , Instituto Lorentz , 2012. [24]
- Cátedra de Investigación Distinguida del Perimeter Institute for Theoretical Physics , 2009-14. [25]
- Miembro de la Fundación John Simon Guggenheim Memorial , 2003. [26]
- Miembro de la American Physical Society "por sus contribuciones a la teoría de las transiciones de fase cuántica y su aplicación a materiales electrónicos correlacionados" . [27]
- Miembro de la Fundación Alfred P. Sloan , febrero de 1989. [28]
- Ganador del premio LeRoy Apker , 1982. [29]
Investigar
Enlaces de valencia resonantes
PW Anderson propuso [30] que los aisladores Mott realizan antiferromagnetos que pueden formar un enlace de valencia resonante (RVB) o estados líquidos de giro con una brecha de energía para girar las excitaciones sin romper la simetría de inversión del tiempo. Sachdev fue el primero en proporcionar una teoría del estado RVB, una extraña teoría de calibre Z 2 , [31] [32] [33] como se llama ahora, y como se describe en las siguientes subsecciones. La terminología proviene de los modelos de dímeros cuánticos , donde cada dímero representa un enlace de valencia y una restricción de un número impar de dímeros en cada sitio. En un estado RVB de espines S , hay enlaces de valencia 2S en cada sitio, por lo que el caso S = 1/2 considerado por Anderson es impar. Con esta teoría, se hizo posible describir varias propiedades universales del estado RVB, incluidas las restricciones sobre las transformaciones de simetría de las excitaciones anyon y las restricciones sobre las fases cuánticas próximas y la naturaleza de las transiciones de fase cuántica hacia ellas.
Fases cuánticas de antiferromagnetos
Sachdev ha trabajado extensamente en la teoría cuántica del antiferromagnetismo , especialmente en redes bidimensionales. Algunos de los estados líquidos de espín de los antiferromagnetos pueden describirse examinando las transiciones de fase cuántica fuera de los estados ordenados magnéticamente. Este enfoque conduce a una teoría de los campos gauge emergentes y las excitaciones en los estados líquidos de espín. Es conveniente considerar dos clases de orden magnético por separado: aquellas con orden de giro colineal y no colineal. Para el caso del antiferromagnetismo colineal (como en el estado de Néel ), la transición conduce a un líquido de espín con un campo de calibre U (1), mientras que el antiferromagnetismo no colineal tiene una transición a un líquido de espín con un campo de calibre Z 2 .
- El líquido de espín U (1) es inestable en las escalas de longitud más largas a la condensación de monopolos, y las fases Berry de los monopolos de condensación conducen al orden de enlace de valencia sólido (VBS). [34] [35]
- El líquido de espín Z 2 demostró ser estable, [36] [37] [38] y esta fue la primera realización de un estado cuántico estable con simetría de inversión de tiempo, campos de gauge emergentes, orden topológico y excitaciones anyon . El orden topológico y anyons fueron posteriormente identificados con la e , m y varepsilon partículas del código tórica (véase también el trabajo independiente [39] de Xiao-Gang, Wen ).
Sachdev fue el primero en identificar [31] [32] [33] que los líquidos de centrifugado Z 2 vienen en dos clases: 'pares' e 'impares'. Los antiferromagnetos de espín medio entero solo pueden realizar líquidos de espín Z 2 impares , lo que, por lo tanto, proporciona una teoría para el estado RVB de Anderson . Los líquidos de espín Z 2 impares tienen (lo que ahora se llama) una anomalía que restringe las transformaciones de simetría de las excitaciones anyon y modifica la transición de condensación anyon. Una consecuencia importante es que los antiferromagnetos de espín medio entero (y las teorías de gauge de Ising impares) no tienen una fase de confinamiento trivial, como requieren las extensiones de los teoremas de Lieb-Schultz-Mattis. Estos resultados se aplican también a los modelos de dímeros cuánticos [32] y modelos estrechamente relacionados de bosones en la red cuadrada. [40] [41] Este trabajo es ahora el punto de partida de la investigación en orden topológico enriquecido en simetría (SET).
Estos resultados concuerdan con numerosos estudios numéricos de modelos de sistemas de espín cuántico en dos dimensiones.
En cuanto a los experimentos, el orden VBS fue predicho [42] por este mecanismo en SrCu 2 (BO 3 ) 2 , y ha sido observado por dispersión de neutrones. [43] Un estado líquido de espín Z 2 particular propuesto para el antiferromagnet reticular de kagome [38] concuerda bien con un análisis de red tensorial, [44] y se ha propuesto [45] para describir la dispersión de neutrones y experimentos de RMN en herbertsmithita. [46] [47] También se ha observado un estado líquido de espín con huecos [48] [49] en el compuesto de red de kagome Cu 3 Zn (OH) 6 FBr, y es probable que sea un líquido de espín Z 2 . [50]
Criticidad cuántica
Sachdev propuso que las propiedades dinámicas anómalas de los superconductores de cuprato y otros compuestos de electrones correlacionados podrían entenderse por la proximidad a un punto fijo crítico cuántico. En el régimen crítico cuántico de un punto fijo del grupo de renormalización no trivial (en una dimensión espacial superior a una), la dinámica se caracteriza por la ausencia de cuasipartículas y un tiempo de equilibrio local de orden ħ / (k B T) . Se propuso que este tiempo fuera el tiempo más breve posible en todos los sistemas cuánticos. [2] Las mediciones de transporte han demostrado desde entonces que este límite está cerca de la saturación en muchos metales correlacionados. [51] Sachdev ha realizado numerosas contribuciones a las teorías de campo cuántico de la criticidad cuántica en aislantes, superconductores y metales. [2]
Transiciones de confinamiento de las teorías de gauge y criticidad desconfinada
Tradicionalmente, las transiciones de fase clásica y cuántica se han descrito en términos del paradigma Landau-Ginzburg-Wilson. La simetría rota en una de las fases se identifica como parámetro de orden ; la acción para el parámetro de orden se expresa como una teoría de campo que controla las fluctuaciones en y a través del punto crítico. Los puntos críticos desconfinados describen una nueva clase de transiciones de fase en las que la teoría de campo no se expresa en términos del parámetro de orden. Los parámetros de orden y simetría rota, o el orden topológico, están presentes en una o ambas fases adyacentes. La teoría del campo crítico se expresa en términos de grados de libertad fraccionados desconfinados que no pueden existir de forma aislada fuera de la muestra.
Teorías del calibre de Ising: Franz Wegner introdujo [52] las teorías de calibre de celosía de Ising y su transición entre fases confinantes y desconfinadas, señaladas por un cambio en el valor del bucle de Wilson del campo de calibre de la ley del área a la ley del perímetro. Wegner también argumentó que la transición de confinamiento de esta teoría no tenía un parámetro de orden local, sino que fue descrita por un modelo dual de Ising en 3 dimensiones. Esta conclusión resulta necesitar una extensión crucial. Una de las implicaciones del trabajo de Sachdev sobre los campos de gauge emergentes en antiferromagnetos bidimensionales [36] [37] [31] fue que la fase desconfinada de la teoría de gauge de Ising de 2 + 1 dimensiones tenía un orden topológico Z 2 . La presencia de orden topológico en una de las fases implica que se trata de una transición Ising *, en la que solo seleccionamos estados y operadores que son invariantes bajo la inversión Ising global; ver un estudio numérico reciente [53] para ver las consecuencias observables de esta restricción. El campo de Ising representa una excitación fraccionada de la fase desconfinida, el "vison" (o la partícula m ) que lleva un cuanto de flujo de calibre Z 2 , y los visones solo se pueden crear en pares. La transición de confinamiento es impulsada por la condensación de visones desconfinados, por lo que este es un ejemplo de un punto crítico cuántico desconfinado, aunque no hay un campo indicador sin espacios.
Teorías de calibre Odd Ising: La noción de criticidad desconfinida se vuelve más crucial en el estudio de las transiciones de confinamiento de los estados RVB . Estos se describen mediante fases desconfinadas de teorías de calibre de Ising "impares" [31] [32] [33] con orden topológico Z 2 . ( La teoría de calibre Z 2 de Wegner , que es "uniforme", no es una teoría satisfactoria del estado RVB.) Ahora, la teoría crítica tiene excitaciones fraccionadas y un campo de calibre sin espacios. En el contexto de los antiferromagnetos bidimensionales con espín medio entero por celda unitaria, la descripción efectiva en términos de las teorías del calibre de Ising requiere una carga eléctrica estática de fondo en cada sitio: esta es la extraña teoría del calibre de Ising. Podemos escribir la teoría del calibre de Ising como el límite de acoplamiento fuerte de una teoría del calibre U (1) compacta en presencia de un campo de Higgs de carga 2. [54] La presencia de cargas eléctricas de fondo implica que los monopolos del campo U (1) llevan fases de Berry, [31] y se transforman de forma no trivial bajo el grupo espacial de la red. A medida que los monopolos se condensan en la fase de confinamiento, una consecuencia inmediata es que la fase de confinamiento debe romper el grupo espacial mediante el desarrollo del orden sólido de enlace de valencia (VBS). Además, las fases de Berry conducen a la supresión de monopolos en el punto crítico, de modo que, en el retículo cuadrado, la teoría crítica tiene un campo de calibre U (1) desconfinado acoplado a un escalar cargado crítico. [55] Nótese que la teoría crítica no se expresa en términos del orden VBS como lo requeriría el paradigma LGW (que ignora el orden topológico Z 2 en la fase desconfinida). En cambio, una versión dual de la teoría del calibre U (1) se escribe en términos de una "raíz cuadrada" del orden VBS. [31]
Inicio de antiferromagnetismo no colineal: Otro ejemplo de criticidad desconfinada en antiferromagnetos bidimensionales aparece en la condensación de partículas con cargas eléctricas (la partícula e , o el spinon) de la fase desconfinida de la teoría del calibre Z 2 . Como el espinón también lleva números cuánticos de rotaciones de espín globales, esto conduce a una fase de "Higgs" de la teoría del calibre Z 2 con orden antiferromagnético y simetría rota de rotación de espín; [56] aquí el parámetro de orden antiferromagnético tiene simetría SO (3), al igual que la teoría crítica de la LBV; pero la teoría crítica desconfinada para los espinones tiene una simetría SU (2) exacta (que se amplía aún más a O (4) después de descuidar términos irrelevantes).
Transición Néel-VBS: Una clase más sutil de puntos críticos desconfinados tiene fases de confinamiento en ambos lados, y las excitaciones fraccionadas están presentes solo en el punto crítico. [55] [57] [58] [59] Los ejemplos mejor estudiados de esta clase son los antiferromagnetos cuánticos con simetría SU ( N ) en la red cuadrada. Estos exhiben una transición de fase desde un estado con orden antiferromagnético colineal a un enlace de valencia sólido, [34] [35] pero la teoría crítica se expresa en términos de espinones acoplados a un campo gauge emergente U (1). [55] [57] [60] El estudio de esta transición implicó el primer cálculo [61] de la dimensión de escala de un operador monopolo en una teoría de campo conforme en 2 + 1 dimensiones; cálculos más precisos [62] [63] para el orden 1 / N concuerdan con los estudios numéricos [64] de la transición Néel-VBS.
Modelo SYK de líquidos no Fermi y agujeros negros
Sachdev, y su primer estudiante graduado Jinwu Ye, propusieron [4] un modelo exactamente resoluble de un líquido no Fermi , una variante del cual ahora se llama modelo Sachdev-Ye-Kitaev . Sus correlacionadores de fermiones tienen una desintegración por ley de potencias, [4] que se encontró [65] para extenderse a una forma conforme invariante a temperaturas distintas de cero. También se encontró que el modelo SYK [66] tiene una entropía distinta de cero por sitio en el límite de la temperatura de fuga (esto no es equivalente a una degeneración del estado fundamental exponencialmente grande: en cambio, se debe a un nivel exponencialmente pequeño de muchos cuerpos espaciamiento, que se extiende a lo largo del espectro hasta las energías más bajas). Basándose en estas observaciones, Sachdev propuso por primera vez [9] [5] que el modelo es holográficamente dual a la gravedad cuántica en AdS 2 , e identificó su entropía de baja temperatura con la entropía de agujero negro de Bekenstein-Hawking . A diferencia de los modelos anteriores de gravedad cuántica, parece que el modelo SYK se puede resolver en un régimen que explica las sutiles correlaciones no térmicas en la radiación de Hawking .
Sistemas cuánticos unidimensionales con brecha energética
Sachdev y sus colaboradores desarrollaron una teoría formalmente exacta para la dinámica de la temperatura distinta de cero y el transporte de sistemas cuánticos unidimensionales con una brecha de energía. [67] [68] [69] La dilución de las excitaciones de las cuasipartículas a baja temperatura permitió el uso de métodos semiclásicos. Los resultados coincidieron cuantitativamente con las observaciones de RMN [70] y la posterior dispersión de neutrones [71] en cadenas de espín S = 1, y con RMN [72] en el compuesto de cadena de Ising de campo transversal CoNb 2 O 6
Impurezas cuánticas
El efecto Kondo tradicional implica un grado cuántico local de libertad que interactúa con un líquido de Fermi o un líquido de Luttinger a granel. Sachdev describió casos en los que la masa era un estado crítico que interactuaba fuertemente sin excitaciones de cuasipartículas. [73] [74] [75] La impureza se caracterizó por una sospecha de Curie de un giro irracional y una entropía límite de un número irracional de estados.
Átomos ultrafríos
Sachdev predijo [76] el orden de onda de densidad y la criticidad cuántica "magnética" en las redes inclinadas de átomos ultrafríos. Esto se observó posteriormente en experimentos. [77] [78] El modelado de celosías inclinadas inspiró un modelo más general de bosones interactuantes en el que una fuente externa coherente puede crear y aniquilar bosones en cada sitio. [79] Este modelo exhibe ondas de densidad de múltiples períodos, junto con fases inconmensurables sin espacios, y se ha realizado en experimentos con átomos de Rydberg atrapados. [80]
Metales con orden topológico
Sachdev y colaboradores propusieron [81] [82] un nuevo estado metálico, el líquido de Fermi fraccionado (FL *): este tiene cuasipartículas similares a electrones alrededor de una superficie de Fermi , encerrando un volumen distinto al requerido por el teorema de Luttinger . Se dio un argumento general de que cualquier estado de este tipo debe tener excitaciones de muy baja energía en un toro, no relacionadas con las cuasipartículas de baja energía: estas excitaciones están generalmente relacionadas con los campos de calibre emergentes de un estado líquido de espín asociado. En otras palabras, un volumen de superficie de Fermi que no es de Luttinger requiere necesariamente un orden topológico . [82] [83] La fase FL * debe estar separada del líquido Fermi convencional (FL) por una transición de fase cuántica: esta transición no necesita involucrar ninguna simetría rota, y se presentaron ejemplos que involucran confinamiento / transiciones de Higgs del campo de calibre. Sachdev y colaboradores también describieron un metal relacionado, [84] el líquido de carga algebraica (LCA), que también tiene una superficie de Fermi con un volumen que no es de Luttinger, con cuasipartículas que transportan carga pero no espín. El FL * y el ACL son ambos metales con orden topológico . Se ha ido acumulando evidencia de que el metal pseudogap de los cupratos dopados con agujeros es un estado de este tipo. [85] [86]
Transporte crítico cuántico
Sachdev desarrolló la teoría del transporte cuántico a temperaturas distintas de cero en el sistema modelo más simple sin excitaciones de cuasipartículas: una teoría de campo conforme en dimensiones 2 + 1, realizada por las transiciones superfluido-aislante de bosones ultrafríos en una red óptica. Una imagen completa surgió de las ecuaciones cuánticas de Boltzmann, [3] la expansión del producto del operador, [87] y los métodos holográficos. [88] [89] [90] [91] Este último mapeó la dinámica a la de la vecindad del horizonte de un agujero negro. Estas fueron las primeras conexiones propuestas entre los sistemas críticos cuánticos de materia condensada, la hidrodinámica y la gravedad cuántica. Estos trabajos eventualmente llevaron a la teoría del transporte hidrodinámico en grafeno, y las predicciones experimentales exitosas [12] que se describen a continuación.
Materia cuántica sin cuasipartículas
Sachdev desarrolló la teoría del transporte magneto-termoeléctrico en metales 'extraños': estos son estados de materia cuántica con densidad variable sin excitaciones de cuasipartículas. Dichos metales se encuentran, sobre todo, cerca del dopaje óptimo en los cupratos dopados con huecos, pero también aparecen en muchos otros compuestos de electrones correlacionados. Para metales extraños en los que el momento se conserva aproximadamente, se propuso un conjunto de ecuaciones hidrodinámicas en 2007, [92] que describen el transporte de dos componentes con componente de arrastre del momento y una conductividad crítica cuántica. Esta formulación estaba relacionada con la holografía de agujeros negros cargados, funciones de memoria y nuevos enfoques teóricos de campos. [93] Estas ecuaciones son válidas cuando el tiempo de dispersión electrón-electrón es mucho más corto que el tiempo de dispersión de impurezas electrónicas, y conducen a predicciones específicas para la densidad, desorden, temperatura, frecuencia y dependencia del campo magnético de las propiedades de transporte. En el grafeno se predijo un comportamiento extraño del metal que obedecía a estas ecuaciones hidrodinámicas, [10] [94] en el régimen "crítico cuántico" de desorden débil y temperaturas moderadas cerca de la densidad de Dirac. La teoría describe cuantitativamente las mediciones del transporte térmico y eléctrico en el grafeno, [12] y apunta a un régimen de flujo de electrones viscoso, en lugar de óhmico. Las extensiones de esta teoría a los metales de Weyl señalaron la relevancia de la anomalía gravitacional axial, [95] e hicieron predicciones para el transporte térmico que fueron confirmadas en observaciones [96] [97] (y destacadas en el New York Times ).
Fases de los superconductores de alta temperatura.
La superconductividad a alta temperatura aparece al cambiar la densidad electrónica de un antiferromaimán bidimensional. Mucha atención se ha centrado en el régimen intermedio entre el antiferromagnet y el superconductor óptimo, donde se encuentran órdenes en competencia adicionales a bajas temperaturas, y aparece un metal "pseudogap" en los cupratos dopados con agujeros. Las teorías de Sachdev sobre la evolución del orden en competencia con el campo magnético, [98] [99] la densidad y la temperatura se han comparado con éxito con experimentos. [100] [101] Sachdev y colaboradores propusieron [102] un método Monte Carlo sin problemas de signos para estudiar el inicio del orden antiferromagnético en metales: esto produce un diagrama de fase con superconductividad a alta temperatura similar a la que se encuentra en muchos materiales, y tiene condujo a muchos trabajos posteriores que describen el origen de la superconductividad de alta temperatura en modelos realistas de varios materiales. Se predijo el orden nemático para los superconductores basados en hierro, [103] y se predijo un nuevo tipo de onda de densidad de carga, una onda de densidad de factor de forma d [104] para los cupratos dopados con huecos; ambos se han observado en numerosos experimentos. [105] [106] [107] [108] [109] Se argumentó que el metal pseudogap de los cupratos dopados con orificios [110] era un metal con orden topológico, como se discutió anteriormente , basado en parte en su conexión natural con el d -Factor de forma de onda de densidad. Poco después, los notables experimentos de Badoux et al. [111] mostró evidencia de un pequeño estado de superficie de Fermi con un orden topológico cercano al dopaje óptimo en YBCO, consistente con el panorama teórico general presentado en el trabajo de Sachdev. [85] [86] [112]
Referencias
- ^ "Subir Sachdev. Profesor de física Herchel Smith, Universidad de Harvard" . Página web oficial.
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enlaces externos
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- Lista de publicaciones en arXiv
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