We study charge transport of quantum critical points described by conformal field theories in 2+1 spacetime dimensions. The transport is described by an effective field theory on an asymptotically anti-de Sitter spacetime, expanded to fourth order in spatial and temporal gradients. The presence of a horizon at non-zero temperatures implies that this theory has quasi-normal modes with complex frequencies. The quasi-normal modes determine the poles and zeros of the conductivity in the complex frequency plane, and so fully determine its behavior on the real frequency axis, at frequencies both smaller and larger than the absolute temperature. We describe the role of particle-vortex or S-duality on the conductivity, specifically how it maps poles to zeros and vice versa. These analyses motivate two sum rules obeyed by the quantum critical conductivity: the holographic computations are the first to satisfy both sum rules, while earlier Boltzmann-theory computations satisfy only one of them. Finally, we compare our results with the analytic structure of the O(N) model in the large-N limit, and other CFTs.
Wide Quantum Critical Region of Valence Fluctuations: Origin of Robust Quantum Criticality in Quasicrystal Yb15Al34Au51 under Pressure
从理论上分析了重电子准晶Yb_(15)Al_(34)Au_(51)中强量子临界的产生机制。通过对含有Yb和Al-Au团簇的同心壳结构准晶及其近似晶体建立极小模型,我们发现Yb的一级价跃迁的量子临界点在基态相图中以点的形式出现.它们的临界区相互重叠,从而产生宽的量子临界区。这很好地解释了在Yb 15 Al 34 Au51中观察到的压力下的鲁棒临界性,并预测了在压力下的晶体近似物中的共同临界性的出现。在T-P相图中,准晶中的临界区比晶态近似体中的临界区宽,在T-H相图中,准晶中的临界区将出现场诱导的价键交叉“区”。
Origin of Quantum Criticality in Yb-Al-Au Approximant Crystal and Quasicrystal
为了深入了解准晶体Yb $_{15}$ Al $_{34}$ Au $_{51}$中出现非常规量子临界的机制,对准晶体Yb $_{14}$ Al $_{35}$ Au $_{51}$进行了理论分析.通过建立近似晶体的极小模型,发现由于Yb原子上4f电子的强关联,在费米能级附近出现了重准粒子带.我们发现,在蔡型团簇中,第三壳层Yb的4f电子和第四壳层Al的3 p电子之间的电荷转移模式得到了显著的增强,并且动量依赖性几乎是平坦的。模式耦合理论表明,磁化率和价磁化率在零场极限下表现出$χ\sim T^{-0.5}$,并且即使在近似晶体中,当通过改变参数来满足某些条件时,也可以表示为四十年内温度与磁场之比$T/B$的单一标度函数,例如,通过施加压力。的关键起源是澄清是由于强的局域性的临界Yb-价涨落和小布里渊区反映大的单位电池,从而引起的极小的特征能量尺度。这也给出了一个自然的解释量子临界在准晶对应的无限的单位晶胞尺寸的限制。
Non-Divergent Grüneisen Parameter in Quantum Critical Quasicrystal Yb$_{15}$Al$_{34}$Au$_{51}$: Reflection of Robustness of Quantum Criticality under Pressure
分析了量子临界重费米子准晶Yb $_{15}$ Al $_{34}$ Au $_{51}$中Grüneisen参数不发散的机制。我们建立了计算Yb价态跃迁量子临界点附近的比热$C_V(T)$、热膨胀系数$α(T)$和Grüneisen参数$Γ(T)$的形式。通过将框架应用于QC,我们计算了$C_V(T)$、$α(T)$和$Γ(T)$,这解释了测量。不发散$Γ(T)$归因于压力下QC中量子临界性的稳健性。在$Γ(T)$在QC和近似晶体之间的最低温度的差异示出,以反映在临界Yb-价涨落和近藤温度的特征能量尺度的体积导数的差异。我们的理论对未来实验的可能影响也进行了讨论。
Glide symmetry breaking and Ising criticality in the quasi-1D magnet CoNb$_2$O$_6$
我们构建了一个微观自旋交换哈密顿准一维伊辛磁体CoNb $_2$ O $_6$,捕获详细的和hitherto无法解释的方面,其动态自旋结构因子。我们进行了对称性分析,回顾在这种材料中的一个单独的伊辛链是屈曲的,在每个单元格中有两个网站由滑移对称性相关。结合这与数值模拟基准对中子散射实验,我们认为,单链哈密顿量包含一个交错的自旋交换项。我们进一步认为,CoNb $_2$ O $_6$中的横向场调谐的量子临界点对应于打破这种滑移对称性,而不是像以前认为的现场伊辛对称性。这给出了一个统一的微观解释的有序相和“准粒子击穿”在极化相在高横向场的限制状态的色散。
Quantum Valence Criticality in Heavy Fermions on Periodic and Aperiodic Crystals
综述了量子价临界理论和实验的进展,重点介绍了最近发现的周期晶体$_{1-x}$在$x=0.014$和准晶YbPDMATHABMR($_{1-x} $)$_{34}$($_{x}$)$_{51}$在$x=y=0$的价跃迁量子临界点的直接证据.共同的量子临界性以及$T/B$标度行为中观察到的周期性晶体$β$-YbAlBPDMATHABMP和准晶Yb $_{15}$ Al $_{34}$ Au $_{51}$中的磁化强度被证明是从理论的临界Yb价波动开始描述的低能电子态在两个系统中的哈密顿。
在Yb基周期晶体如YbRh $_2$ Si $_2$和$β$ -YbAlB $_4$中观察到的非常规量子临界现象一直是强关联电子系统的中心问题之一。在准晶体Yb $_{15}$ Au $_{51}$ Al $_{34}$中发现了共同的临界性,其在至少高达$P=1.5$ GPa的压力下令人惊讶地持续存在。在准晶体中发现了$T/H$标度,其中磁化率可以表示为温度$T$与磁场$H$之比的单一标度函数,这与在$β$ -YbAlB $_4$中观察到的标度基本相同.最近,在压力下,甚至在近似晶体Yb $_{14}$ Au $_{51}$ Al $_{35}$中也观察到了$T/H$标度以及共临界性。Yb的临界价涨落理论对这些引人注目的现象给出了统一的自然解释。
Strong-coupling superconductivity near Gross-Neveu quantum criticality in Dirac systems
Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院);Louisiana State University(路易斯安那州立大学);Institute for Quantum Materials and Technologies, Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院量子材料与技术研究所)
Revealing three-dimensional quantum criticality by Sr-substitution in Han Purple
经典和量子相变(QPT)及其伴随的临界性和普适性概念是统计热力学的基石。示例性受控QPT是带隙量子磁体的场诱导磁有序。尽管已知许多“准一维”耦合自旋链和梯形材料,其有序转变是三维(3D)的,但准2D系统由于若干物理原因而特殊。受古代颜料汉紫(BaCuSi $_{2}$ O $_{6}$)的启发,我们对Ba $_{0.9}$ Sr $_{0.1}$ CuSi $_{2}$ O $_{6}$进行了完整的分析.我们用中子能谱测量了零场磁激发,并推导了磁哈密顿量。我们探测场诱导的转变相结合的磁化强度,比热,扭矩和磁量热测量与低温核磁共振研究附近的QPT。通过贝叶斯统计分析和大规模量子蒙特卡罗模拟,我们明确地证明了可观察到的三维量子临界标度恢复所产生的结构简化轻Sr取代在汉紫。
Signature of quantum criticality in photoemission spectroscopy at elevated temperature
重费米子(HF)化合物的量子相变(QPT)可能破坏费米液体基态。然而,这种崩溃的条件仍然不清楚。我们首次报道了在高温下用紫外光电子能谱直接研究了重准粒子在CeCu $_{6-x}$ Au $_x$正则体系中的形成和击穿过程,而没有考虑晶格相干性的复杂性.令人惊讶的是,单离子近藤能级$T_K$在量子临界金浓度$x_c=0.1$附近表现出突变。我们从理论上表明,这一步预计从一个高度非线性重整化的本地自旋耦合在每个Ce网站,诱导相邻网站上的自旋波动。它提供了一个通用的高温指标HF准粒子击穿在QPT。
Phase diagram and quantum criticality of Heisenberg spin chains with Ising-like interchain couplings -- Implication to YbAlO$_3$
受准一维量子反铁磁体场致相变研究进展的启发,我们利用大规模量子蒙特卡罗模拟方法研究了纵向磁场作用下具有Ising各向异性链间耦合的$S=1/2$反铁磁海森堡链的相图.链间的相互作用,以增强纵向自旋相关稳定在低温下的无公度纵向自旋密度波秩序。随着磁场的增加,基态变为倾斜的反铁磁序,直到磁化强度完全饱和到由$(3+2)$ D XY普适性控制的量子临界点以上。在量子临界状态下,随着温度的升高,系统经历了一个迷人的维度交叉,成为一种通用的Tomonaga-Luttinger液体。计算的NMR弛豫速率$1/T_1$表明这种Luttinger液体行为在宽场和温度范围内存活。我们的结果确定了准一维自旋链化合物一般模型的全局相图和量子临界性的定量特征,从而为这类材料的研究奠定了坚实的基础。