Another operator-theoretical proof for the second-order phase transition in the BCS-Bogoliubov model of superconductivity
在前面的文章中,作者通过施加某些复杂而强的条件,证明了超导体中BCS-Bogoliubov能隙方程的解仅在绝对零度和相变温度附近是二次可微的,从而从算子理论的观点说明了相变是二级的。相反,我们施加一定的简单和弱的条件,在本文中,并表明存在唯一的非负解,该解决方案确实是一个封闭的区间上的两次可微从某一正温度的转变温度,以及指出的几个性质的解决方案。然后,我们给出了BCS Bogoliubov模型中二级相变的另一个算符理论证明。由于热力学势具有平方解的形式,我们处理平方BCS-Bogoliubov间隙方程。这里,BCS-Bogoliubov能隙方程中的势是一个函数,不需要是常数。
2022-05-23 cond-mat.supr-con math-ph math.MP
Solution of the Bogoliubov-de Gennes equations at zero temperature throughout the BCS-BEC crossover: Josephson and related effects
我们调查的约瑟夫森和相关的影响,整个BCS-BEC交叉的演变,通过执行系统的数值解(时间无关)Bogoliubov-德Gennes方程在零温度下,在一个完全自洽的方式。我们已经通过的数值策略和算法进行了详细描述,以方便进一步的独立研究的目的。通过计算得到了一些结果。在各种条件下确定了约瑟夫森势垒上的能隙参数的大小和相位的分布。我们发现,约瑟夫森电流是相当大的增强约么正的障碍,我们已经考虑。当势垒高度为零时,临界Josephson电流接近Landau判据所预测的极限值,该极限值取决于耦合强度的大小.在BCS限制,我们揭示了存在的弗里德尔振荡的间隙和密度分布的振荡调制。在这个限制,我们还强调了Andreev束缚态在确定临界约瑟夫森电流中的势垒的存在所发挥的特殊作用。最后,两个分支的稳定性,其中的约瑟夫森特性组成,通过计算产生一个给定的空间分布的间隙参数所需的能量进行了分析。
2009-11-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
One-Particle Anomalous Excitations of Gutzwiller Projected BCS Superconductors and Bogoliubov Quasi-Particle Characteristics
研究了Gutzwiller投影强关联BCS态的低激发态。发现单粒子反常激发是高度相干的,数值计算的谱可以用重整化BCS理论定量地再现,从而有力地表明投影BCS态所描述的低激发的性质在重整化Bogoliubov准粒子图像中基本上是可以理解的.这一发现类似于一个众所周知的事实,即古茨维勒投影的费米气体是费米液体。本文的结果与二维t-J模型的数值精确计算以及最近的高T_{\rm C}铜氧化物超导体的光电子发射实验是一致的。
2007-05-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Stability of Bogoliubov Fermi Surfaces within BCS Theory
本文在BCS理论下研究破坏时间反演对称性的多带超导体中Bogoliubov费米面的稳定性,证明其在弱耦合宽参数范围内可稳定,并提出无迭代、可处理亚稳态的逆能隙方程快速求解方法。
2023-06-06 cond-mat.supr-con
Smoothness of the Gap Function in the BCS-Bogoliubov Theory of Superconductivity
本文讨论了BCS-Bogoliubov超导理论中的能隙方程,其中能隙函数仅是温度$T$的函数。我们证明了平方间隙函数在闭区间$[\,0,\,T_c\,]$上属于$C^2$类。这里,$T_c$代表转变温度。进一步证明了能隙函数在$[0,\,T_c]$上是单调递减的,并得到了能隙函数在$T=T_c$上的行为.我们从数学上指出了间隙函数的更多性质。
2010-06-07 cond-mat.supr-con math-ph math.CA
An operator-theoretical study on the BCS-Bogoliubov model of superconductivity near absolute zero temperature
在前面的文章中,作者用算子理论的观点,对超导体的BCS-Bogoliubov能隙方程解的存在唯一性给出了另一个证明,并证明了该解关于温度是二次偏微分的。由于这些结果,我们确实可以部分区分的解决方案和热力学势对温度的两倍,以获得熵和比热在恒定体积的超导体。本文从算子理论的观点出发,给出了在绝对零度附近所得到的熵、比热、解和临界磁场的性质,因为在以前的文章中我们没有研究过。在这里,BCS-Bogoliubov能隙方程中的势是一个任意的正连续函数,不需要是常数。
2021-09-07 cond-mat.supr-con math-ph math.MP
An operator-theoretical proof for the second-order phase transition in the BCS-Bogoliubov model of superconductivity (final version)
本文从算子理论的观点证明了在BCS-Bogoliubov超导模型中从正常导电态到超导态的转变是一个二级相变。这里没有磁场。此外,我们还得到了相变温度下定容比热容差的精确表达式。为此,我们必须对热力学势对温度求导两次。由于存在以热力学势形式的BCS-Bogoliubov能隙方程的解,我们必须对该解关于温度进行两次微分。因此,我们需要证明BCS-Bogoliubov能隙方程的解是关于温度的二次可微的,以及它的存在性和唯一性。我们在不动点定理的基础上进行了证明。
2019-04-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con math-ph
An operator theoretical proof for the second-order phase transition in the BCS-Bogoliubov model of superconductivity
首先给出了BCS-Bogoliubov能隙方程解的光滑性和单调递减性等性质。此外,我们给出了该溶液在转变温度附近的温度行为。在这些结果的基础上,通过对热力学势的处理,我们从算子理论的观点证明了在BCS-Bogoliubov超导模型中,从正常导电态到超导态的转变是一个二级相变.这里我们没有磁场,我们需要引入一个足够小和固定的截止$\varepsilon>0$(见备注\ref{rmk:varepsilon})。此外,我们还得到了相变温度下定容比热容差的精确表达式。
2019-10-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con math-ph
The BCS-Bogoliubov gap equation with external magnetic field and the first-order phase transition
研究第一类超导体在外磁场中的BCS-Bogoliubov能隙方程,证明临界磁场和能隙函数的存在唯一性,并利用巨势证明正常态到超导态的转变是一级相变。
2025-01-22 cond-mat.supr-con math-ph math.MP
An operator-theoretical study of the specific heat and the critical magnetic field in the BCS-Bogoliubov model of superconductivity
在前文中,作者在不动点定理的基础上,引入一个截止点,证明了BCS-Bogoliubov超导模型中向超导态的转变是二级相变,并从算子理论的观点解决了长期存在的二级相变问题。本文从算子理论的观点出发,研究了该模型中比热和临界磁场的温度依赖性。首先给出了BCS-Bogoliubov能隙方程解关于温度的一些性质,并给出了比热除以比热的能隙的精确显式表达式.然后,我们表明,它不依赖于超导体,是一个普遍的常数。此外,我们还证明了临界磁场随温度的变化是光滑的,并指出了临界磁场及其导数的行为。
2020-06-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con math-ph
Smoothness and monotone decreasingness of the solution to the BCS-Bogoliubov gap equation for superconductivity
我们证明了BCS-Bogoliubov带隙方程超导性解的温度依赖性,如光滑性和单调递减性。此处温度属于闭合区间$[0,\, τ]$,其中$τ>0$几乎等于转变温度的一半。我们表明,该解决方案是连续的关于温度和能量,并且该解决方案是Lipschitz连续和单调递减的温度。此外,我们证明了该解决方案是部分可微的温度两次和二阶偏导数是连续的温度和能量,或该解决方案是由这样一个光滑的函数近似。
2016-09-23 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con math-ph
Comparing the full time-dependent Bogoliubov--de-Gennes equations to their linear approximation: A numerical investigation
本文报道了一维费米子接触相互作用系统的非线性含时Barneto-Cooper-Schrieffer(BCS)方程(通常也称为Bogoliubov-de-Gennes(BdG)方程)的数值研究结果。我们表明,即使在临界温度以上,完整的方程和它们的线性近似引起完全不同的演变。与其线性化相比,完全非线性方程在序参量中不表现出任何扩散行为。这意味着序参量不遵循Ginzburg-Landau型方程,与最近的理论结果一致。我们包括一个完整的描述偏微分BCS\ BdG方程的数值实现。
2016-04-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con math-ph
Pairing in the Bogoliubov-de Gennes equations
结果表明,Bogoliubov-de Gennes方程对电子的状态是正常状态的线性组合。因此,需要BCS样归约过程来选择正确的配对。对于齐次系统,我们指出由Bogoliubov-de Gennes方程导出的自洽方程的核需要受到BCS配对条件的约束。另一方面,在存在普通杂质的情况下,Bogoliubov-de Gennes方程应补充Anderson的配对条件,以通过相应的幺正变换获得正确的真空态。这导致声子介导的相互作用的局部化校正。
1997-01-15 cond-mat.supr-con math-ph math.MP
Splitting and oscillation of Majorana zero modes in the p-wave BCS-BEC evolution with plural vortices
研究了涡旋-涡旋分离如何改变p波共振费米气体BCS-BEC(玻色-爱因斯坦凝聚)拓扑相变附近的Majorana零模.通过解析和数值求解多涡旋无自旋p波超流体的Bogoliubov-de Gennes方程,证明了相邻涡旋间的准粒子隧穿除了引起指数分裂外,还引起了低位谱在费米波长尺度上的量子振荡.这种快速的振荡,出现在弱耦合制度作为准粒子波函数的量子振荡的结果,消失在附近的BCS-BEC拓扑相变。这是可以理解的,因为在强耦合区,Majorana零模的波函数由修正的Bessel函数描述,因此它在涡核区域变得分散。由于修正Bessel函数的指数发散性,拓扑相变附近Majorana零模的具体实现要求相邻涡旋的分离度超过由相干长度和无量纲耦合常数定义的长度尺度。所有这些行为也证实了在一个二维几何的非局部Bogoliubov-de Gennes方程进行全数值对角化。此外,这一论点被扩展到三涡系统的情况下,一对核心束缚和边缘束缚的Majorana状态生存在零能态,而不管涡分离。
2010-09-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Finite-range effect in the two-dimensional density-induced BCS-BEC crossover
本文利用Hartree-Fock-Bogoliubov理论,研究二维费米气体中有限程相互作用对BCS-BEC渡越的影响,数值计算了配对能隙等对有效程的依赖,有助于理解低维多体问题。
2023-06-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Anderson's "Theorem" and Bogoliubov-de Gennes Equations for Surfaces and Impurities
为了考虑由于非均匀杂质引起的空间不均匀性,Anderson [1]提出了一种BCS型理论,其中使用了这种非均匀系统中的单粒子态。我们研究安德森的建议,在比较与Bogoliubov-德Gennes方程,有吸引力的哈伯德模型的表面和杂质的系统。[1]P. W. Anderson,J. Phys. Chem. Solids { \bf 11},26(1959).
2000-02-17 cond-mat.supr-con
BCS - BEC crossover at T=0: A Dynamical Mean Field Theory Approach
为了验证Hartree-Fock-Bogoliubov(HFB)平均场论(DMFT)描述BCS超导到玻色-爱因斯坦凝聚T=0交叉的有效性,并探索超越该交叉的物理,我们在动力学平均场论(DMFT)中引入量子涨落.我们发现,这些波动导致大的定量影响,在中间的耦合制度,导致减少的超导序参量和能隙相对于HFB的结果。一个质的变化被发现在单电子光谱函数,现在显示不相干的光谱重量的能量大于三倍的差距,除了通常的Bogoliubov准粒子峰。
2005-09-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Vortex arrays in neutral trapped Fermi gases throughout the BCS-BEC crossover
第二类超导体中的涡旋阵列承认无限系统的平移对称性。然而,在某些情况下,如超冷的费米气体和中子星的外壳,有限尺寸效应使得解释涡旋的几何排列变得相当复杂。在这里,我们自洽地产生这些阵列的涡流在零和有限的温度通过微观描述的非均匀超流体的基础上的局部序参量的微分方程,通过粗粒化的Bogoliubov-德Gennes(BdG)方程。通过这种方式,粒子间相互作用的强度沿着BCS-BEC交叉变化,从BCS极限中的大部分重叠的库珀对到BEC极限中的稀释复合玻色子。与两个具有里程碑意义的超冷费米气体实验的详细比较,旨在揭示超流相的存在,带来了几个特征,使它们与自然界中的其他系统也相关。
2016-11-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Ground State Description of a Single Vortex in an Atomic Fermi gas: From BCS to Bose-Einstein Condensation
我们使用Bogoliubov-de Gennes(BdG)公式来描述中性费米子气体中的单个涡旋。我们推测,吸引对相互作用可以任意调节,以呈现从BCS到玻色-爱因斯坦凝聚的交叉。我们的出发点是BCS-Leggett平均场基态的BDG方法是微观上合理的。在强耦合,我们证明了这种方法是解析等价的Gross-Pitaevskii描述的真实玻色子系统中的旋涡。我们分析了相当大的密度耗尽发现的单一制度,并将其与未占用(正能量)的准束缚态的存在下,在核心中心。
2005-10-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bound states in a superfluid vortex: A detailed study along the BCS-BEC crossover
最近,由于能够通过实验检测到超流涡旋中可能出现的束缚态,它们引起了人们的注意。然而,仍然缺乏一个详细的理论帐户的存在下,这些涡束缚态,在超流相和耦合沿BCS-BEC交叉的所有温度。在这里,我们填补了这一空白,并提出了一个系统的理论研究的基础上Bogoliubov-de~Gennes方程的束缚态,发生在两个特征(内,外)的空间范围内,其中的超流涡旋的扩展可以分割。结果发现,束缚态的总数减少从BCS(弱耦合)侧的交叉向中间耦合区域,他们仍然存在,而束缚态消失后,进入BEC(强耦合)侧。也得到了一个标度关系,连接的内部空间范围内的旋涡的深度和宽度的旋涡本身的束缚态的数量。最后提供了一个标准的局域态密度,以区分一个给定的费米超流体位于耦合温度相图的BCS-BEC交叉。
2019-04-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Vortex structures and zero energy states in the BCS-to-BEC evolution of p-wave resonant Fermi gases
从理论上研究了p波共振费米气体BCS到BEC演化过程中的多重量子化涡旋。基于Bogoliubov-de Gennes方程和能隙方程的自洽计算,讨论了涡旋结构和低能准粒子态。我们揭示了涡旋的宏观结构,如粒子密度,和低的准粒子状态之间的直接关系。另外,对于涡度为$κ$的多重量子化涡旋,其净角动量可以用一个简单的方程表示,该方程反映了Cooper对的手征性.因此,粒子密度耗尽的观测和角动量的测量将提供核束缚态和$p$波超流性的信息。此外,零能Majorana态的细节进行了讨论,在附近的BCS到BEC的演变。数值计算表明,只有当涡旋缠绕数为奇数时,零能的Majorana态才出现在弱耦合BCS极限。对于具有涡度$κ$的涡旋态,存在核心束缚态的$κ$分支,但只有一个分支能为零能。这种零能态在BCS-BEC拓扑相变处消失,这是由于核束缚态和边束缚态之间的干涉。
2010-05-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Highly anisotropic collective modes of altermagnetic superconductors with Bogoliubov Fermi surfaces
Centre for Theoretical and Computational Physics, College of Physics, Qingdao University(青岛大学物理学院理论计算物理中心);Centre for Quantum Technology Theory, Swinburne University of Technology(斯威本科技大学量子技术理论中心)
本文研究交变磁超导体中Bogoliubov费米面对集体模式的影响,发现其导致高度各向异性的朗道阻尼和隙内Higgs结构,并确立自旋响应为灵敏探针。
2026-10-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
BCS and BEC Finally Unified: A Brief Review
我们回顾了统一超导体的巴塞,库珀和施里弗(BCS)和玻色爱因斯坦凝聚(BEC)图片的努力。我们最终通过“\textit{complete}玻色子-费米子(BF)模型”(CBFM)实现了这一点,该模型在特殊情况下简化为超导性的所有主要连续统(与“自旋”相对)统计理论。我们的BF模型是“完整的”,在这个意义上,不仅两个电子(2 e),但也两个空穴(2 h)库珀对(CP)允许在任意比例。相比之下,BCS-Bogoliubov理论--也可以被认为是运动学独立的电子2 e-和2 h-CP的混合物的理论--只允许两种CP的相等的50%-50%的混合物。这一点从关于电子化学势$μ$的完美对称性中可以明显看出,这是众所周知的Bogoliubov $v^{2}(ε)$和$u^{2}(ε)$系数的完美对称性,其中$ε$是电子能量。然后应用CBFM以查看:a)电子-声子动力学机制的BCS模型相互作用是否足以预测异常高的$T_{c}$值(以费米温度为单位)的$\simeq 0.01-0.1$--相对于BCS理论或多或少正确地预测的用于常规超导体的低的$\lesssim 10^{-3}$值,元素超导体;以及b)如果不能解释的话,它是否至少能暗示为什么“空穴超导体”具有更高的$T_{c}$。
2002-11-28 cond-mat.supr-con
Pairing gaps in atomic gases at the BCS-BEC crossover
最近,在BCS-BEC交叉处的费米原子气体中,无论是集体模还是射频激发能,都发现了配对和超流性的强有力证据。有人认为,在RF实验中测量的有效配对间隙的规模是由最低准粒子在间隙激发能。这些计算在BCS-BEC交叉从Bogoliubov-deGennes方程的半经典解。当准粒子最低激发能与径向频率一致时,BCS极限下径向呼吸模出现强阻尼,表明它们之间存在耦合。
2004-08-26 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Impurity effects on BCS-BEC crossover in ultracold atomic Fermi gases
本文利用对涨落理论系统地研究了费米原子气体中杂质对$s$波BCS-BEC交叉的影响。配对和杂质散射$T$矩阵的处理自洽在同一时间。虽然该系统是不太敏感的杂质散射在玻恩极限,对于强杂质散射体,频率和间隙函数高度重整化,导致显着抑制的超流$T_c$,序参量和超流密度。我们还发现了费米子态密度中杂质带的形成和相干峰的拖尾,导致了Bogoliubov准粒子的谱权转移和有限寿命。在BCS区,高密度杂质很容易破坏超流性。相比之下,在幺正和BEC制度的超流性是相对更强大的。
2016-08-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The Josephson effect throughout the BCS-BEC crossover
通过数值求解零温下的Bogoliubov-de Gennes方程,研究了中性费米子在BCS-BEC交叉点上的定态约瑟夫森效应。约瑟夫森电流被发现是相当大的增强约么正性的所有障碍。对于消失的障碍,约瑟夫森临界电流接近朗道极限值,这取决于耦合,是由成对破坏或声音模式激发。在从BCS极限到么正性的耦合范围内,提出了一种从朗道极限电流中提取配对能隙的方法。
2007-06-19 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Effects of three-body scattering processes on BCS-BEC crossover
我们研究了BCS-BEC交叉,考虑到额外的三体相互作用,这本质上是库珀对和新形成的玻色子之间的散射。我们表明,如果两体相互作用是有吸引力的,这个额外的三体项的存在下,使交叉过程是不可逆的。从稳定的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)态出发,可以实现到BCS的交叉;但是如果BCS态是起点,而不是稳定的BEC区域,系统交叉到的是亚稳的凝聚态。
2011-10-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Dynamical effects on superconductivity in BCS-BEC crossover
通过研究荷斯坦模型中电子-声子耦合$g$控制BCS-BEC交叉的半填充态,研究了对相互作用对BCS-BEC交叉中超导电性的动力学效应.动力学平均场论与数值重整化群技术相结合.动力学效应诱导的独特功能,如absenceof的色散回弯曲的Bogoliubov准粒子,非单调耦合依赖的配对间隙,和软声子谱由于Goldstone模式的本地对相位起伏。还令人感兴趣的是最大临界温度在正常状态相边界处。这些特征中的一些与最近在BCS-BEC交叉中的FeSe $_{1-x}$ S $_x$和Fe $_{1+y}$ Se $_x$ Te $_{1-x}$铁硫属化物中的观察结果具有有趣的相似性。
2018-12-31 cond-mat.supr-con
Shapiro steps of superfluid Fermi gases in a ring trap across the BCS--BEC crossover
Tokyo University of Science(东京理科大学)
研究超流费米气体在环形陷阱中受移动势垒影响的输运性质,通过时间依赖的Bogoliubov-de Gennes方程模拟约瑟夫森结的动态,发现不同相互作用强度下出现清晰的低阶Shapiro步平台,揭示了相互作用在非平衡相动态中的作用。
2026-09-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Berry connection from many-body wave functions and superconductivity: Calculations by the particle number conserving Bogoliubov-de Gennes equations
由于以BCS理论为基础的超导标准理论不能解释1986年发现的铜氧化物超导性,本文作者提出了一个对超导理论的根本性修正。对几个常规超导体实验结果的重新检验表明,有必要进行根本性修正。对超导相变量的起源作了修正,认为超导相变量是由多体波函数产生的Berry联系。通过这种修正,该理论可以转换为粒子数守恒形式。我们发展了一种用Bogoliubov-de Gennes方程的粒子数守恒形式计算Berry连接超导态的方法。对一个铜氧化物超导体模型进行了计算。
2021-05-05 cond-mat.supr-con
Theory of Supercurrent generation in BCS Superconductors
我们重新审视超导体的超导转变温度由BCS理论解释的超导体的超导电流产生机制,受到对交流约瑟夫森效应的重新审视的启发[J. Supercond. Nov. Magn.(2015)28:61],其指示电磁矢量势${\bf A}^{\rm em}$分别耦合到配对电子中的每个电子,作为$e{\bf A}^{\rm em}$,而不是一起作为$2e{\bf A}^{\rm em}$。为了满足上述发现,我们认为,超电流产生的起源是出现的狄拉克弦与$π$通量内。由于Rashba自旋-轨道相互作用对电子自旋扭转巡游运动的稳定作用,将其加入到BCS模型中。$π$磁通狄拉克弦在没有外磁场的情况下产生回旋运动,并产生拓扑保护回路电流。这也可以归因于贝里连接${\bf A}^{\rm fic}=-{ \hbar \over {2e}} \nabla χ$,${\bf φ}^{\rm fic}={ \hbar \over {2e}} \partial_t χ$的$U(1)$瞬子的出现,其中$χ$是周期为$2π$的角变星。Ginzburg-Landau理论的宏观波函数的相位或Bogoliubov-de Gennes方程的对势的相位被确定为$χ$。如果把它当作唯象参数,则可以不加修改地使用金-朗道理论或博戈留博夫-德热内方程。然而,新的起源需要Rashba相互作用才能发生超导性。这可以解释像钠这样的理想金属不表现…
2019-10-02 cond-mat.supr-con
Reentrant BCS-BEC crossover and a superfluid-insulator transition in optical lattices
研究了周期势场中两组分Feshbach共振原子费米气体的热力学性质,重点研究了紧束缚模型适用的深光学势。我们发现,超过一半的填充带的气体表现出重入交叉与减少失谐(增加吸引力的相互作用),从一对BCS超流体的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的空穴分子,回到BCS超流体,最后到一个传统的BEC的双原子分子。这种行为是与非单调依赖的化学势失谐和伴随的库珀对/分子大小,在BCS和较小的BEC制度。对于单填充带,我们发现了从带绝缘体到BCS-BEC超流体的量子相变,并绘制了相应的相图。
2012-08-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Popov approximation for composite bosons in the BCS-BEC crossover
BCS-BEC交叉的理论处理需要提供尽可能准确的描述的两个制度中的稀释条件适用,无论是在组分费米子(BCS限制)或复合玻色子形成的束缚费米子对(BEC限制)。这必须通过一个单一的费米子理论来实现,它跨越了这两个极限表象。在本文中,我们建立了连续的改进的费米子理论,这导致到复合玻色子描述的水平上的Bogoliubov或波波夫近似的点状玻色子。这一工作与最近在囚禁费米原子的BCS-BEC交叉方面的实验进展有关,这些进展表明需要对交叉的BEC侧进行精确的理论描述。
2004-07-28 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Entanglement between pairing and screening in the Gorkov-Melik-Barkhudarov correction to the critical temperature throughout the BCS-BEC crossover
费米超流体的临界温度Tc的理论描述可以追溯到Gor'kov和Melik-Barkhudarov(GMB)的工作,他们在BCS-BEC交叉的BCS(弱耦合)极限中解决了弱耦合(稀)超流体。GMB提出的观点是,粒子-粒子(配对)激发,这是导致在Tc以下发生超流性的原因,而粒子-空穴激发,这也会在正常系统中引起屏蔽,在BCS极限中有效地相互解开,从而产生了在忽略屏蔽效应时获得的Tc值的2.2倍的减少。关于这个主题的后续工作,旨在用图解方法扩展原始GMB论证远离BCS限制,在整个BCS-BEC交叉中保持配对和筛选之间的这种分离,而没有意识到它有效的条件很快就违反了BCS限制。在这里,我们重新考虑这个问题,从一个更一般的角度来看,并认为配对和筛选是内在纠缠在一起,沿着整个BCS-BEC交叉,但BCS限制GMB考虑。我们进行了详细的数值计算的GMB图形的贡献扩展到整个BCS-BEC交叉,其中发生在重复的介质中的两个粒子散射的全波矢和频率依赖性是适当考虑。我们的数值计算进行了测试,在BCS和BEC极限的分析结果,并强调了GMB图解项的复合玻色子的散射长度在BEC极限的贡献。我们计算Tc整个BCS-BEC交叉,发现它同意相当不错的量子蒙特卡罗计算和实验数据中的幺正性制度。
2017-12-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Reliability of the Ginzburg-Landau Theory in the BCS-BEC Crossover by Including Gaussian Fluctuations for 3D Attractive Fermions
本文计算了超流临界温度附近三维有吸引力费米气体的Ginzburg-Landau(GL)方程的参数。我们比较了在整个Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)制度的不同水平的近似。我们发现,包含高斯波动强烈修改的金斯堡-朗道参数接近BEC制度的交叉的值。我们调查的金兹伯格-朗道理论的可靠性,与波动,研究的行为的相干长度和临界旋转频率在整个BCS-BEC交叉。高斯波动的影响给出了所考虑的物理量从BCS制度到BCS-BEC交叉的酉极限的定性正确趋势。接近BEC制度,包含高斯波动的金-朗道方程原来是不可靠的。
2022-04-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Induced superconducting pair correlations in a quasicrystal coupled to a BCS superconductor
在这篇报告中,我们描述了当准晶与超导体接触时产生的邻近效应。我们考虑最简单的已知模型的准晶体,1D斐波那契链,其中所有的状态都是已知的关键。一个混合环是通过将有限段这样的斐波那契链连接到BCS型超导体上制成的。自洽求解所得到的Bogoliubov-de Gennes方程,我们表明,在斐波那契链的邻近效应是长程的,诱导超导秩序进行信息的拓扑性质,即,缠绕数的边缘状态的斐波那契链。
2019-10-03 cond-mat.supr-con quant-ph
The induced interaction in a Fermi gas with a BEC-BCS crossover
研究了诱导相互作用对具有BEC-BCS渡越的费米气体超流转变温度的影响。将Gorkov-Melik-Barkhudarov理论从BCS侧推广到整个交叉,并将Nozières和Schmitt-Rink的方法推广到对涨落的处理.在幺正态时,诱导相互作用使转变温度降低了约20%。在BCS极限下,转变温度降低了约2.22倍,正如Gorkov和Melik-Barkhudarov所发现的那样。我们的结果表明,诱导相互作用的影响是重要的BCS侧和在幺正区。
2009-05-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
BCS pairing in Fermi systems with several flavors
受冷费米子气体中Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)配对前景的启发,我们在有吸引力的哈伯德模型中分析了3种费米子味的超流相.我们发现,有几个低-躺集体配对模式,并调查其阻尼由于部分无隙性质的单粒子谱。此外,我们分析了这些模式如何显示在系统的密度响应。除了Anderson-Bogoliubov相位模式的配对两种味道,动力学结构因子包含的签名的无间隙的第三味。这个图像被发现是强大的对扰动,打破了全球SU(3)对称性的哈密顿量。
2004-03-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
BCS-BEC quantum phase transition and collective excitations in two-dimensional Fermi gases with p- and d-wave pairings
一般认为,在具有s波配对的费米子系统中,BCS-BEC演化是一个平滑的交叉。然而,对于非零轨道角动量配对,如p波或d波配对,系统在化学势$μ$消失的点经历量子相变。本文研究了二维p-和d-波对费米子系统的BCS-BEC量子相变和与序参量涨落有关的集体激发。我们表明,在这样的系统中的量子相变一般可以追溯到红外行为的费米激发在$μ=0$:$E_{\bf k}\sim k^l$,其中$l=1,2$是轨道角动量的量子数。热力学量的非解析性是由于在$μ=0$的费米激发引起的红外发散。因此,安德森-博戈留波夫模式的演化并不平滑:它的速度在量子相变中是非解析的。
2013-01-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nucl-th
Pairing with Unconventional Symmetry around BCS-BEC Crossover: Fermionic Atoms in 2D Optical Lattices to Correlated Electron Systems
利用扩展的哈伯德模型导出的有限程对相互作用研究了二维晶格上费米子的超流性质。在BCS-BEC交叉区,我们得到了非传统的对对称态$d_{x^2-y^2}$和扩展的s态($s^*$)的特征.费米子动量分布函数$v_k^2$、博戈留博夫系数之比$v_k/u_k$和$v_k^2$的傅里叶变换是在交叉区域中d对称和$s^*$对称的显著不同的性质。二维光晶格中的费米子原子可以提供一种观察这些特征的方法。我们讨论我们的结果可能的实验后果。
2007-09-28 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Pairing dynamics in particle transport
我们分析了基于Hartree-Fock-Bogoliubov(HFB)或BCS近似的含时理论中配对对粒子输运的影响。HFB密度矩阵的运动方程是唯一的,并且该理论遵守由守恒量与哈密顿量的交换子定义的通常守恒律。相比之下,基于BCS近似的理论更有问题。在通常的TDHF+BCS公式中,连续性连续性方程被违反,人们看到粒子密度的非物理振荡。这可以通过在TDHF+BCS的演化过程中冻结占据数来改善,但BCS存在其他问题,使其对反应动力学产生怀疑。我们还比较了不同的数值实现的时间相关的HFB方程。$U$和$V$ Bogoliubov变换的运动方程不是唯一的,但通常的公式似乎也是最有效的。最后,我们比较了含时的HFB解与两粒子薛定谔方程的数值精确解。取决于初始状态的处理,HFB动力学在短时间内产生类似于薛定谔方程的粒子发射率。在很长一段时间内,由于HFB理论固有的平均场近似,总的粒子发射可能会有很大的不同。
2012-02-13 cond-mat.supr-con nucl-ex nucl-th
Non-equilibrium properties of a pumped-decaying Bose-condensed electron-hole gas in the BCS-BEC crossover region
我们从理论上研究了玻色凝聚态激子气体的非平衡态。在BCS-Leggett强耦合理论与非平衡Keldysh形式主义相结合的框架内,我们证明了当系统处于非平衡定态时,激子的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)是如何被抑制到最终消失的.从浴中的电子和空穴的供应示出诱导准粒子激发,导致Bogoliubov单粒子激发谱的上分支的部分占领。我们还讨论了这种准粒子诱导与激子BEC的抑制以及稳态的稳定性有关。
2015-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Quasiparticle excitations and dynamic susceptibilities in the BCS-BEC crossover
研究了弱耦合超流性向强耦合超流性过渡过程中的动力学基态性质。我们的方法是基于有吸引力的哈伯德模型,并结合数值重整化群(NRG)的动力学平均场论(DMFT)分析。本文将有效杂质模型的NRG方法推广到超导对称破缺的自洽计算。在单粒子谱中,我们定量地显示了如何在弱耦合的Bogoliubov准粒子成为抑制在中间耦合。我们还提出了自旋和电荷间隙的结果。NRG方法的扩展到自洽超导解决方案开辟了研究其他重要应用的可能性。
2009-02-19 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Equation of state of a superfluid Fermi gas in the BCS-BEC crossover
我们提出了一个理论的超流费米气体附近的BCS-BEC交叉,包括配对波动的自由能的贡献类似的考虑由Nozieres和施密特-林克的正常相。在强耦合极限下,我们的理论能够恢复Bogoliubov理论的弱相互作用玻色气体的分子散射长度非常接近已知的准确结果。我们比较我们的结果与最近的量子蒙特卡罗模拟的基态和在有限的温度。所有的相互作用强度,模拟结果是可用的,发现极好的协议。
2006-05-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Structure factors and quantum geometry in multiband BCS superconductors
本文研究多带BCS超导体在BCS-BEC渡越中的结构因子,揭示其量子几何起源可追溯到Bloch带有效质量定理,并数值证明平带区Goldstone模为唯一相关集体激发。
2025-07-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity in doped inversion-symmetric Weyl semimetals
本文从Bogoliubov-de Gennes方程出发,研究了具有反演对称性的掺杂Weyl半金属的超导电性。原则上,两个超导状态,即,零动量的类BCS配对和有限动量的Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)配对在此类系统中相互竞争。我们的自洽计算表明,BCS型态可能是基态。利用正常态费米面和有限能谱函数详细研究了这两个对态之间的竞争。通常,费米面拓扑支持FFLO配对,而有限能量能带结构支持BCS型配对。我们还研究了这两种超导态的物理性质,并分别讨论了马约拉纳费米子的激发。
2015-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Multiply quantized vortices in fermionic superfluids: angular momentum, unpaired fermions, and spectral asymmetry
本文计算了在轴对称多重量子化涡旋存在下s波成对超流体的轨道角动量$L_z$。对于涡的缠绕数$|k| > 1$,我们发现,在弱配对BCS制度$L_z$是显着减少从它的值$\hbar N k/2$在玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)制度,其中$N$是费米子的总数。这种偏差的结果从BCS基态,这是由于沿涡旋子隙态的光谱流的结果出现的未成对费米子的存在。我们支持我们的结果分析和数值求解Bogoliubov-de-Gennes方程的弱配对BCS制度。
2017-08-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Solitons and Rabi Oscillations in a Time-Dependent BCS Pairing Problem
最近的努力,以实现冷费米子配对附近的费什巴赫共振的动机,我们认为形成的巴丁库珀施里弗(BCS)状态的动力学。在比准粒子能量弛豫时间短的时间内,在相互作用开启后,系统的动力学是非耗散的。我们表明,这种集体的非线性演化的BCS Bogoliubov振幅(u,v)随着配对函数,是一个可积的动力学问题,并获得一族的精确解的形式的单孤子和孤子串。我们解释的集体振荡作为布洛赫旋进的安德森pseudospins,其中每个孤立子导致pseudospin完整的拉比旋转。数值模拟表明,孤子的鲁棒性与噪声和阻尼。
2003-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.atom-ph
Correlated BCS wavefunction approach to unconventional superconductors
提出修正BCS波函数描述关联超导体,通过倒空间$k$与$-k$电子关联导致低能激发多极点、权重不对称及超流密度偏离,且$d$-波态抗弱无序,可解释铜氧化物等非常规超导体的神秘特征。
2023-09-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Potential-energy (BCS) to kinetic-energy (BEC)-driven pairing in the attractive Hubbard model
本文用元胞动力学平均场论研究了二维吸引哈伯德模型中正常态和超导基态的BCS-BEC交叉。短程空间相关性结合在这个理论中删除正常状态准粒子峰和一阶过渡中发现的动力学平均场论,呈现正常状态交叉平滑。对于小于带宽的$U$,配对是由势能驱动的,而在相反的情况下,它是由动能驱动的,类似于最近在铜酸盐中的光学电导率实验。相位相干性导致密度-密度关联函数中出现集体Bogoliubov模,并导致谱函数的锐化。
2006-07-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Influence of superconductivity on the magnetic moment of quantum impurity embedded in BCS superconductor
采用单杂质Anderson哈密顿量模型,研究了超导性对S波Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)超导介质中单能级量子杂质局域磁矩形成的影响.本文在自洽的Hartree-Fock平均场近似下,将Bogoliubov变换与格林函数方法相结合,分析了在低频极限$|ω|<<Δ_{sc}$和有限超导能隙$Δ_{sc}$下,金属(超导体)中杂质位磁矩形成的必要条件。我们将这些结果与其他理论结果以及嵌入在正常金属基质中的单能级量子杂质进行了比较。进一步分析了有限超导能隙超导体中量子杂质的电子谱密度,研究了子能隙态随杂质参数的变化。
2020-12-09 cond-mat.supr-con
Superfluidity and collective modes in a uniform gas of Fermi atoms with a Feshbach resonance
研究了费米原子通过准分子玻色子与费什巴赫共振吸引相互作用的均匀气体中的强耦合超流性。这种相互作用可通过费什巴赫共振的阈值能量$2ν$来调节,随着$2ν$减小而变大。在最近的工作中,我们表明,这种可调配对相互作用的增强自然会导致BCS-BEC交叉,其中超流体的相变的特征从BCS型转变为由预先形成的库珀对和Feshbach诱导分子组成的复合玻色子的BEC。在本文中,我们扩展了我们以前的工作,研究了单个准粒子和集体动力学的超流相低于Tc。我们展示了随着阈值能量$2ν$的降低,超流序参量如何从库珀对振幅变化到与费什巴赫共振相关的凝聚分子数量的平方根。我们还讨论了与超流性相关的Goldstone模,并展示了它的性质如何从BCS区的Anderson-Bogoliubov声子平滑地转变为BEC区的Bogoliubov声子。这种戈德斯通模式被证明是出现在密度-密度关联函数,这是实验上可访问的频谱中的共振。
2003-02-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Quenched dynamics and pattern formation in clean and disordered Bogoliubov-de Gennes superconductors
该研究利用自洽含时BdG形式体系研究二维超导体猝灭动力学,发现长时振荡的普适指数衰减源于序参量空间非均匀性,还揭示了不同无序强度下的图案演化规律并探讨了实验验证方案。
2024-01-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.supr-con
BCS-BCS crossover between atomic and molecular superfluids in a Bose-Fermi mixture
本文基于两通道模型和微扰展开构建平均场框架,研究了 Bose-Fermi 混合物中原子与分子 Fermi 超流体间的 BCS-BCS 交叉,揭示了配对交换耦合在 Feshbach 共振附近的增强机制,并提出通过本征 Josephson 效应进行探测。
2023-08-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nucl-th