論文の概要: A Clue on Small-Capacitance Josephson Junction: What to Expect from Cooper Pair Ideal Conductor and Ohmic Resistor in Parallel?

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.00258v1
• Date: Mon, 31 Mar 2025 22:08:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-03 13:18:16.485217
• Title: A Clue on Small-Capacitance Josephson Junction: What to Expect from Cooper Pair Ideal Conductor and Ohmic Resistor in Parallel?
• Title（参考訳）: 小型キャパシタンスジョセフソン接合のクレー:パラレルにおけるクーパーペア理想導体とオーミック抵抗体に期待するものは何か?
• Authors: Francesco Giuseppe Capone, Antonio de Candia, Vittorio Cataudella, Naoto Nagaosa, Carmine Antonio Perroni, Giulio De Filippis,
• Abstract要約: 量子相ゆらぎと準粒子サブギャップ, 抵抗シャントが結合した量子相揺らぎによる小さな容量ジョセフソン接合への影響について検討した。 量子ジョセフソン接合における位相粒子運動は拡散性から局所化に変化せず、絶縁体-超伝導体遷移をもたらす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: By using analytical and Worldline Monte Carlo approaches, we investigate the effects induced by quantum phase fluctuations combined with quasiparticle subgap and shunt resistances on a small-capacitance Josephson junction. By using the linear response theory in the presence of two biasing schemes, we prove that the ideal conduction, foreseen in the pioneering papers on this topic, is not robust against either quantum phase fluctuations or dissipative effects. By including both of them in the Hamiltonian, we prove that an increase of the Ohmic dissipation strength induces a Berezinskii-Kosterlitz-Thouless quantum phase transition in thermodynamic equilibrium. Then we study charge and phase fluctuations at the thermodynamic equilibrium within the linear response theory. We find that the phase particle motion, in a quantum Josephson junction, does not change from diffusive to localized, resulting in an insulator-superconductor transition, as is commonly believed. At the transition, we prove that: i) the motion of the phase particle changes from ballistic to localized; ii) by turning on the coupling with the environment, a long-lived excitation at finite frequency emerges in the charge response function: it evolves first into a resonance and then disappears at the transition. Consequences beyond the linear response regime are investigated, leading to an alternative comprehensive physical picture for this system: we predict a transition from a dissipative quasiparticle current to a polaronic Cooper pair current.
• Abstract（参考訳）: 解析的およびワールドラインモンテカルロ法を用いて、量子相のゆらぎと準粒子のサブギャップとシャント抵抗が小さな容量ジョセフソン接合に及ぼす影響について検討する。 2つのバイアススキームの存在下で線形応答理論を用いることで、この話題の先駆的な論文で述べられている理想的な伝導は、量子相のゆらぎや散逸効果に対して堅牢でないことが証明される。 両者をハミルトニアンに含めることで、オオミックの散逸強度の増大が熱力学平衡におけるベレジンスキー-コステリッツ-チューレス量子相転移を引き起こすことが証明される。 次に、線形応答理論における熱力学平衡における電荷と相のゆらぎについて検討する。 量子ジョセフソン接合における位相粒子運動は拡散性から局所化に変化せず、一般的に信じられているように絶縁体-超伝導転移をもたらす。 移行時に、私たちはそれを証明します。 一 位相粒子の運動が弾道的から局所的なものに変化すること。 二 環境との結合をオンにすることにより、電荷応答関数において、有限周波数における長寿命の励起が出現し、最初に共鳴に発展し、遷移時に消滅する。 線形応答系を超えた結果について検討し、この系に対する別の包括的物理像を導いた: 散逸性準粒子電流から極性クーパー対電流への遷移を予測する。

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