高溫超導(dǎo)在理論和應(yīng)用上都有重要意義,由于其是一個強關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng),為理解高溫超導(dǎo)的性質(zhì)帶來了很大困難。引力全息對偶為研究強耦合量子體系提供了一種新的有效途徑?;谠搶ε夹缘娜⒊瑢?dǎo),為我們研究強相互作用下的超導(dǎo)現(xiàn)象提供了新的視角。
最近SCIENCECHINAPhysics,Mechanics&Astronomy(《中國科學:物理學天文學力學》英文版)2015年第6期發(fā)表的一篇綜述回顧了全息超導(dǎo)的主要模型和進展。
該文題為:“Introductiontoholographicsuperconductormodels”,由中國科學院理論物理研究所蔡榮根研究員、希臘克里特大學李理博士、中國科學院國家空間科學中心李麗仿博士和中國科學院理論物理研究所博士研究生楊潤秋共同撰寫。
引力全息性質(zhì)的發(fā)現(xiàn)是過去十余年引力理論及相關(guān)領(lǐng)域最重要的研究進展之一。引力全息的概念由諾貝爾物理獎獲得者G.’tHooft在1993年提出。1998年,菲爾茨獎獲得者,著名理論物理家E.Witten,基礎(chǔ)物理獎獲得者,著名超弦物理學家J.Maldacena等人在超弦理論中第一次提出了實現(xiàn)引力全息對偶的具體例子。引力全息對偶在強相互作用的量子多體問題和高一維的黑洞物理之間建立了對應(yīng)關(guān)系,這也是稱之為全息的原因(類比于全息照相)。在該框架里,準粒子概念被引力中的幾何自由度取代。某種意義上,全息對偶與傳統(tǒng)的呈展(emergent)現(xiàn)象十分相似:當系統(tǒng)相互作用很強時,新的弱相互作用的自由度會動力學”涌現(xiàn)”出來,關(guān)鍵的一點是新呈現(xiàn)出來的自由度”長在”比原系統(tǒng)多一個空間維度的時空里面。這個額外維度起到了對偶系統(tǒng)中能標的作用,沿著這個空間方向運動相應(yīng)于對偶體系中能量標度的改變,即表征了重整化群流動的方向。通過這種方式,全息對偶把量子多體物理中的問題,比如熱力學和輸運性質(zhì)的計算,等價到對經(jīng)典引力的研究。常規(guī)的超導(dǎo)電性可以由基于弱相互作用的BCS理論很好描述,但是隨著一系列高溫超導(dǎo)材料的發(fā)現(xiàn),BCS理論在這些材料中不再適用。現(xiàn)在一般認為高溫超導(dǎo)是一個強耦合體系,而全息對偶則為我們理解強耦合超導(dǎo)現(xiàn)象提供了契機。
最近十年來,全息超導(dǎo)受到了很多研究人員的關(guān)注,作為一個研究熱點,各種模型被提出和進一步拓展。“從簡單的阿貝爾-希格斯全息超導(dǎo)模型出發(fā),就得到了許多類似于實際超導(dǎo)材料中所觀察到的現(xiàn)象,全息模型確實抓住了真實超導(dǎo)的一些本質(zhì)特性。”論文通訊作者蔡榮根研究員說。當前的全息超導(dǎo)模型根據(jù)對稱性主要可以分為S波、P波和D波模型。文章首先回顧了引力全息對偶的基礎(chǔ)知識,然后對三類模型做了比較系統(tǒng)的介紹,此外還包括了不同超導(dǎo)相之間的競爭和共存行為。文章是對全息超導(dǎo)的最新回顧,對于系統(tǒng)了解全息超導(dǎo)的歷史和現(xiàn)狀有較好幫助。
“很感謝作者做出的努力,這需要不小的工作量,文章是對全息超導(dǎo)研究的一篇很好的綜述。”麻省理工學院的JulianSonner博士說。
據(jù)悉,為總結(jié)和進一步推動引力全息性質(zhì)在凝聚態(tài)物理中的應(yīng)用研究,2015年7月6日至31日將在中國科學院卡弗里理論物理研究所舉辦為期近一個月的“Holographicdualityforcondensedmatterphysics”學術(shù)討論會。該研討會的國際協(xié)調(diào)人包括凝聚態(tài)物理學家哈佛大學的Sachdev教授,清華大學的翁征宇教授,荷蘭萊頓大學的Zaanen教授,超弦物理學家德國馬普所的Erdmenger教授,美國斯坦福大學Hartnoll教授,MIT的劉洪教授,荷蘭萊頓大學的Schalm教授。國內(nèi)協(xié)調(diào)人由中科院理論物理所蔡榮根研究員,北京大學陳斌教授,中國科技大學盧建新教授,中科院高能所凌意研究員,上海交通大學王斌教授,以及孫亞文博士組成。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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