論文の概要: Quartic metal: Spontaneous breaking of time-reversal symmetry due to
four-fermion correlations in Ba$_{1-x}$K$_x$Fe$_2$As$_2$
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.17190v2
- Date: Mon, 5 Jul 2021 16:31:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-06 00:46:26.286389
- Title: Quartic metal: Spontaneous breaking of time-reversal symmetry due to
four-fermion correlations in Ba$_{1-x}$K$_x$Fe$_2$As$_2$
- Title（参考訳）: 四価金属:Ba$_{1-x}$K$_x$Fe$_2$As$_2$の四価相関による時間反転対称性の自発的破壊
- Authors: Vadim Grinenko, Daniel Weston, Federico Caglieris, Christoph Wuttke,
Christian Hess, Tino Gottschall, Ilaria Maccari, Denis Gorbunov, Sergei
Zherlitsyn, Jochen Wosnitza, Andreas Rydh, Kunihiro Kihou, Chul-Ho Lee, Rajib
Sarkar, Shanu Dengre, Julien Garaud, Aliaksei Charnukha, Ruben H\"uhne,
Kornelius Nielsch, Bernd B\"uchner, Hans-Henning Klauss, and Egor Babaev
- Abstract要約: 超伝導状態はフェルミオン対の長距離コヒーレンスに対応する自発的に壊れた対称性である。
フェミオン結合状態の形成は超伝導転移温度を超える時間-逆対称性の自発的な破れをもたらすことを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.076082310544129
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Discoveries of ordered quantum states of matter are of great fundamental
interest, and often lead to unique applications. The most well known example --
superconductivity -- is caused by the formation and condensation of pairs of
electrons. A key property of superconductors is diamagnetism: magnetic fields
are screened by dissipationless currents. Fundamentally, what distinguishes
superconducting states from normal states is a spontaneously broken symmetry
corresponding to long-range coherence of fermion pairs. Here we report a set of
experimental observations in hole doped Ba$_{1-x}$K$_x$Fe$_2$As$_2$ which are
not consistent with conventional superconducting behavior. Our specific-heat
measurements indicate the formation of fermionic bound states when the
temperature is lowered from the normal state. However, for $x \sim 0.8$,
instead of the standard for superconductors, zero resistance and diamagnetic
screening, for a range of temperatures, we observe the opposite effect: the
generation of self-induced magnetic fields measured by spontaneous Nernst
effect and muon spin rotation experiments. The finite resistance and the lack
of any detectable diamagnetic screening in this state exclude the spontaneously
broken symmetry associated with superconducting two-fermion correlations.
Instead, combined evidence from transport and thermodynamic measurements
indicates that the formation of fermionic bound states leads to spontaneous
breaking of time-reversal symmetry above the superconducting transition
temperature. These results demonstrate the existence of a
broken-time-reversal-symmetry bosonic metal state. In the framework of a
multiband theory, such a state is characterized by quartic correlations: the
long-range order exists only for {\it pairs} of fermion pairs.
- Abstract（参考訳）: 秩序ある物質の量子状態の発見は、非常に基本的な関心事であり、しばしばユニークな応用につながる。
最もよく知られた例である超伝導は、電子対の形成と凝縮によって引き起こされる。
超伝導体の鍵となる性質は反磁性であり、磁場は無散逸電流によって遮蔽される。
基本的に、超伝導状態を通常の状態と区別するのは、フェルミオン対の長距離コヒーレンスに対応する自発的に破れた対称性である。
ここでは, 従来の超伝導挙動と一致しないホールドープba$_{1-x}$k$_x$fe$_2$as$_2$の一連の実験結果について報告する。
この比熱測定は, 温度が正常状態から下降した際のフェルミオン結合状態の形成を示す。
しかし、超伝導体、ゼロ抵抗、反磁性スクリーニングの標準に代えて、$x \sim 0.8$では、自然発生のNernst効果とミューオンスピン回転実験によって測定された自己誘起磁場の生成という反対の効果が観察される。
この状態における有限抵抗と検出可能な反磁性スクリーニングの欠如は、超伝導2フェルミオン相関に関連する自発的破壊対称性を除外している。
代わりに、輸送と熱力学的測定の複合的な証拠は、フェルミオン結合状態の形成が超伝導転移温度以上の時間反転対称性を自発的に破壊することを示している。
これらの結果は,破壊時間-反転対称性ボソニック金属状態の存在を示す。
マルチバンド理論の枠組みにおいて、そのような状態はクォート相関によって特徴づけられる: 長距離順序はフェルミオン対の (it pair) に対してのみ存在する。
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