Znanstvene vijesti — 05.11.2018.

Ne-Gausijanske fluktuacije upravljaju neuređenim Weylovim polumetalima

Naš kolega Ivan Balog objavio je, zajedno sa svojim suradnicima s ENS de Lyon iz Francuske, rad u prestižnom časopisu Physical Review Letters. Njihov rad predstavlja novi teorijski pristup opisu kvantnog faznog prijelaza, uzrokovanog neredom, u Weyovim polumetalima.

 

Disorder-Driven Quantum Transition in Relativistic Semimetals: Functional Renormalization via the Porous Medium Equation

Ivan Balog, David Carpentier, and Andrei A. Fedorenko, Physical Review Letters 121, 166402 (2018).

DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.166402

Dok se naše razumijevanje čvrstih tijela temelji na opisu savršeno pravilne atomske rešetke, stvarni su materijali daleko od te idealne slike. Neizbježni su defekti rešetke i nečistoće. Nered može promijeniti svojstva idealne krutine, pa čak i dovesti do začuđujućih novih kvantnih pojava kao što je Andersonova localizacija. Posljedice prisustva nereda mogu se razumjeti statističkim opisom, kroz uporabu funkcije raspodjele nereda, koja je kodirana n.p.r. pozicijama nečistoća. U većini slučajeva zakon velikih brojeva dozvoljava korištenje Gaussove raspodjele za modeliranje nereda. No, u nekim slučajevima negausijanske rijetke fluktuacije nereda dovode do ključnih eksperimentalnih posljedica, sličnim onima koje se rabe za opisivanje prijalaza zapinjanja (eng. “depinning transition”). Kvantitativni opis takvih slučajeva izazov su za teorijske pristupe. Ovaj rad pokazuje da su negausijanske fluktuacije nereda središnje pitanje u fizici relativističkih polumetala poznatih pod imenom Weylovi materijali. Posljednjih je godina otkriće materijala u kojima dinamikom elektrona upravljaju relativističke jednadžbe gibanja nametnulo pitanje mogućih anomalnih svojstava takvih nositelja naboja. Između ostalog, efekt nereda pokazao se izrazito neobičnim, dovodeći do faznog prijelaza kojeg kontrolira količina nereda. Proučavanje ovisnosti o skali cijele funkcije raspodjele nereda, pokazalo je da taj prijelaz zaista kontroliraju negausijanske fluktuacije nereda. Neočekivano, postoji direktno preslikavanje između jednadžbe toka renormalizacijske grupe za funkciju izvodnicu raspodjele nereda te diferencijalne jednadžbe koja opisuje tok fluida kroz porozni materijal. Rad donosi nov uvid u kvantni fazni prijelaz vođen neredom, i pokazuje moguću primjenjivost metode na druge kvantne sustave.

Shematski prikaz elektronske strukture Weylovog polumetala, zajedno sa slikom potencijala nereda.

Shematski prikaz elektronske strukture Weylovog polumetala, zajedno sa slikom potencijala nereda.

IF Ⓒ 2017 Ndoc Deda