論文の概要: The foot, the fan, and the cuprate phase diagram: Fermi-volume-changing quantum phase transitions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.16417v4
- Date: Sun, 16 Feb 2025 21:08:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-18 14:02:52.368856
- Title: The foot, the fan, and the cuprate phase diagram: Fermi-volume-changing quantum phase transitions
- Title（参考訳）: 足、ファン、およびカップレート相図:フェルミ体積変化量子相転移
- Authors: Subir Sachdev,
- Abstract要約: フェルミ表面(FL)を持つフェルミ液体は、再構成された「小さなフェルミポケット」を持つスピン密度波状態(SDW)への量子相転移を持つことができる。
FL-SDW量子相転移における空間障害の影響の研究は、低温における拡張量子臨界グリフィス型位相を予測する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: A Fermi liquid with a 'large' Fermi surface (FL) can have a quantum phase transition to a spin density wave state (SDW) with reconstructed 'small' Fermi pockets. Both FL and SDW phases obey the Luttinger constraints on the volume enclosed by the Fermi surfaces. Critical spin fluctuations lead to spin-singlet $d$-wave pairing, as observed in the cuprates. Studies of the influence of spatial disorder on the FL-SDW quantum phase transition predict an extended quantum-critical Griffiths-type phase at low temperatures on the large Fermi surface side. These computations agree with the 'foot' of strange metal transport, and recent low temperature neutron scattering observations on La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$. However, this theory cannot explain the higher temperature pseudogap and the 'fan' of strange metal behavior of the hole-doped cuprates. Here we need to consider underlying Fermi-volume-changing quantum phase transitions without symmetry breaking. Then the small Fermi surface phase does not obey the Luttinger constraint, and the pseudogap metal is described by thermal fluctuations above a 'fractionalized Fermi liquid' (FL*) or a 'holon metal', with the descriptions related by a duality on a background spin liquid. The quantum critical fan is described using a field theory for an underlying FL-FL* quantum phase transition in the presence of spatial disorder. This field theory can be mapped to a form which can be analyzed using the methods of the Sachdev-Ye-Kitaev model. Such an analysis successfully models linear-in-temperature resistivity, optical conductivity and thermopower observations in the quantum critical fan. The confinement crossover connecting these lower and higher temperature descriptions is also discussed.
- Abstract（参考訳）: フェルミ表面(FL)を持つフェルミ液体は、再構成されたフェルミポケットを持つスピン密度波状態(SDW)への量子相転移を持つ。
FL と SDW の相は、フェルミ面で囲まれた体積に対するルッティンガーの制約に従う。
臨界スピン揺らぎは、カップレートで見られるように、スピンシンクレット$d$波のペアリングにつながる。
FL-SDW量子相転移における空間障害の影響に関する研究
これらの計算は、奇妙な金属輸送の「足」と、La$_{2-x}$Sr$_x$CuO$_4$上の最近の低温中性子分光観測と一致する。
しかし、この理論は高温の擬似ギャップと、穴をあけた銅酸化物の奇妙な金属挙動の「ファン」を説明できない。
ここでは、対称性の破れのないフェルミ体積変化量子相転移を考える必要がある。
すると、小さなフェルミ表面相はルッティンガーの制約に従わず、擬ギャップ金属は、背景スピン液体の双対性によって記述された「フラクタル化フェルミ液体」(FL*)または「ホロン金属」の上の熱ゆらぎによって記述される。
量子臨界ファンは、空間障害の存在下での基盤となるFL-FL*量子相転移の場理論を用いて記述される。
この場の理論は Sachdev-Ye-Kitaev モデルの手法を用いて解析できる形式にマッピングすることができる。
このような分析は、量子臨界ファンにおける線形温度比抵抗、光伝導率、熱パワー観測をうまくモデル化する。
また,これらの低温度・高温度記述を接続する閉じ込めクロスオーバーについても論じる。
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