論文の概要: Q-ball mechanism of electron transport properties of high-T$_c$ superconductors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.09610v3
• Date: Thu, 09 Oct 2025 18:26:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-14 00:38:45.288558
• Title: Q-ball mechanism of electron transport properties of high-T$_c$ superconductors
• Title（参考訳）: 高T$_c$超伝導体の電子輸送特性のQボール機構
• Authors: S. I. Mukhin,
• Abstract要約: 電子/ホールのフェルミ面近傍の「ネストされた」フェルミオン状態に基づく銅酸化物の高温超伝導の理論 超伝導凝縮体は、フェルミ面のネストされた部分のスペクトルギャップを誘導する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A theory is presented of a mechanism of high-Tc superconductivity in cuprates, based on the fact that 'nested' fermionic states near the Fermi surface of electrons/holes cause instability with respect to formation of the Q-balls (nontopological solitons) of coherently condensed spin/charge density wave fluctuations (SDW/CDW) with the wave-vector that matches the 'nesting' one. Simultaneously, the 'nested' fermions form superconducting condensate of Cooper/local pairs inside the Q-balls, with Q-ball SDW/CDW field being a 'pairing glue'. Thus, Q-balls possess lower total energy with respect to not condensed thermal SDW/CDW fluctuations and form a Q-balls 'gas' via first order phase transition below a temperature T$^*$. Besides, superconducting condensates inside the Q-balls induce a spectral gap on the nested parts of the Fermi surface, thus creating pseudogap phase. The Q-ball semiclassical field breaks chiral symmetry along the Matsubara time axis in Euclidean space-time possessing conserved Noether "charge" Q that makes the Q-ball volume finite. Prediction of the Q-ball scenario in cuprates is supported by micro X-ray diffraction data in HgBa$_2$CuO$_{4+y}$ in the pseudogap phase. The Q-balls of baryonic fields were originally predicted in Minkowski space-time by Sidney Coleman. In this paper it is demonstrated analytically that scattering of itinerant fermions on the Q-balls causes linear temperature dependence of electrical resistivity, that may explain famous 'Plankian' behavior in the 'strange metal' phase of high-Tc cuprates. Calculated diamagnetic response of Q-balls gas in the 'strange metal' phase and the phase diagram of high-Tc cuprates, with superconducting dome touching the 'strange metal' area at the optimal (holes)doping, are also in qualitative accord with experimental data.
• Abstract（参考訳）: 電子/ホールのフェルミ面付近の「ネスト」フェルミオン状態は、コヒーレント凝縮されたスピン/電荷密度波動ゆらぎ (SDW/CDW) のQ-ボール(非位相ソリトン)の形成と「ネスト」状態と一致する波動ベクトルの不安定性を引き起こすという事実に基づいて、銅酸化物の高Tc超伝導のメカニズムが提示される。 同時に、"ネステッド"フェルミオンは、Qボール内のクーパー/ローカルペアの超伝導凝縮体を形成し、QボールSDW/CDWフィールドは「ペアリンググルー」である。 したがって、Q-ボールは熱SDW/CDWゆらぎが凝縮していないため総エネルギーが低く、温度T$^*$以下の1次相転移によってQ-ボールの「ガス」を形成する。 さらに、Qボール内の超伝導凝縮物はフェルミ面のネストされた部分のスペクトルギャップを誘導し、擬ギャップ相を生成する。 Q-ボール半古典体は、保存されたネーター "チャージ" Q を持つユークリッド時空における松原時間軸に沿ったキラル対称性を破り、Q-ボール体積を有限にする。 HgBa$_2$CuO$_{4+y}$におけるマイクロX線回折データにより,カップレートのQボールシナリオの予測を支援する。 バリオン場のQ-ボールは、もともとミンコフスキー時空においてシドニー・コールマンによって予測された。 本稿では,高Tc銅酸化物の「ストレンジメタル」相における有名な「プランキアン」の挙動を説明するために,Q-ボールのイテナントフェルミオンの散乱が電気抵抗の線形温度依存性を引き起こすことを解析的に示す。 超伝導ドームが最適(ホール)ドーピングで「ストレンジメタル」領域に触れる「ストレンジメタル」相と高温銅酸化物の相図におけるQ-ボールガスの電磁気応答も実験データと定性的に一致している。

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