論文の概要: Quantum phase transition in small-size 1d and 2d Josephson junction arrays: analysis of the experiments within the interacting plasmons picture
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.06492v1
- Date: Sun, 10 Nov 2024 15:20:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-12 14:07:18.839978
- Title: Quantum phase transition in small-size 1d and 2d Josephson junction arrays: analysis of the experiments within the interacting plasmons picture
- Title（参考訳）: 小型1dおよび2dジョセフソン接合配列における量子相転移 : 相互作用プラズモン画像における実験の解析
- Authors: Samuel Feldman, Andrey Rogachev,
- Abstract要約: ジョセフソン接合(JJ)アレイは、量子相転移(QPT)によって分離された超伝導または絶縁状態を示すことができる。
本研究では,最近開発されたQPTのモデルを用いて,3つの1次元配列と2つの2次元配列のQPTに関する公開データを解析した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Theoretically, Josephson junction (JJ) arrays can exhibit either a superconducting or insulating state, separated by a quantum phase transition (QPT). In this work, we analyzed published data on QPTs in three one-dimensional arrays and two two-dimensional arrays using a recently developed phenomenological model of QPTs. The model is based on the insight that the scaled experimental data depend in a universal way on two characteristic length scales of the system: the microscopic length scale $L_0$ from which the renormalization group flow starts, and the dephasing length, $L_{\varphi}(T)$ as given by the distance travelled by system-specific elementary excitations over the Planckian time. Our analysis reveals that the data for all five arrays (both 1D and 2D) can be quantitatively and self-consistently explained within the framework of interacting superconducting plasmons. In this picture, $L_{\varphi}=v_p\hbar/k_B T$, and $L_0 \approx \Lambda$, where $v_p$ is the speed of the plasmons and $\Lambda$ is the Coulomb screening length of the Cooper pairs. We also observe that, in 1D arrays, the transition is significantly shifted towards the insulating side compared to the predictions of the sine-Gordon model. Finally, we discuss similarities and differences with recent microwave studies of extremely long JJ chains, as well as with the pair-breaking QPT observed in superconducting nanowires and films.
- Abstract（参考訳）: 理論的には、ジョセフソン接合(JJ)配列は、量子相転移(QPT)によって分離された超伝導または絶縁状態を示すことができる。
本研究では、最近開発されたQPTの現象モデルを用いて、3つの1次元配列と2つの2次元配列のQPTに関する公開データを解析した。
このモデルは, 実験データのスケールが, システムの2つの特性的長さ尺度の普遍的な方法に依存するという知見に基づいている: 顕微鏡的長さスケール$L_0$, 正規化群フロー開始時の顕微鏡的長さスケール$L_0$と, システム固有の初等励起によってプランク時間にわたって移動された距離$L_{\varphi}(T)$である。
解析の結果,超伝導プラズモン相互作用の枠組みにおいて,5つのアレイ(いずれも1Dと2D)のデータは定量的に,自己整合的に説明できることがわかった。
この図では、$L_{\varphi}=v_p\hbar/k_B T$, and $L_0 \approx \Lambda$ ここで、$v_p$はプラズモンの速度、$\Lambda$はクーパーペアのクーロンスクリーニング長である。
また,1次元アレイでは,Sine-Gordonモデルの予測よりも絶縁側への遷移が顕著に変化していることが観察された。
最後に, 超伝導ナノワイヤおよび薄膜で観察される極長のJJ鎖と, 対破壊QPTとの類似点と相違点について検討した。
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