論文の概要: A Modulated Electron Lattice (MEL) Criterion for Metallic Superconductivity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.14500v1
- Date: Tue, 20 Jan 2026 21:43:05 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-22 21:27:50.158104
- Title: A Modulated Electron Lattice (MEL) Criterion for Metallic Superconductivity
- Title（参考訳）: 金属超伝導に対する変調電子格子(MEL)基準
- Authors: Jaehwahn Kim, Davis A. Rens, Waqas Khalid, Hyunchul Kim,
- Abstract要約: 超伝導の理論における中心的な未解決の問題は、なぜ一部の金属元素だけが超伝導状態を示すのかである。
金属超伝導は, 特定のMEL拡張窓を満たす場合にのみ出現することを示す。
ある金属が超伝導を発達する一方で、他の金属が超伝導を起こさない理由を同定し、BCSパラダイムの中で長い間開かれている選択問題を解消する可能性がある。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7978130585680407
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A central unresolved question in the theory of superconductivity is why only a small subset of metallic elements exhibit a superconducting state, whereas many others remain strictly normal. Neither the conventional Bardeen Cooper Schrieffer (BCS) framework nor its extensions involving charge density wave (CDW) or pair density wave (PDW) order provide a predictive or material-selective criterion capable of distinguishing superconducting metals from non-superconducting ones. In particular, the persistent absence of superconductivity in simple noble metals with well-defined Fermi surfaces poses a challenge for all traditional approaches. Here we address this problem using the Modulated Electron Lattice (MEL) Ginzburg Landau (GL) framework introduced in our previous work. In this formulation, a coarse-grained MEL charge field $ρ_{\mathrm{MEL}}(\mathbf{r})$ with momentum dependent stiffness $α(q)$ is coupled to the superconducting (SC) order parameter $ψ(\mathbf{r})$. We show that metallic superconductivity emerges only when the system satisfies a specific ``MEL enhancement window,'' characterized by a negative minimum of $α(q)$ at either a finite modulation wave vector $q^{\ast}$ or at $q=0$, together with sufficiently strong coupling between $ρ_{\mathrm{MEL}}$ and $ψ$. This unified criterion naturally partitions metallic elements into three universal classes: (i) MEL-enhanced superconductors with a finite-$q^{\ast}$ charge mode, (ii) conventional BCS superconductors as the homogeneous $q^{\ast}=0$ limit of the MEL framework, and (iii) metals for which $α(q)$ remains positive for all $q$, suppressing all MEL modes and preventing any superconducting instability. By applying this criterion to simple metallic elements, we identify why some metals develop superconductivity while others do not, possibly resolving a selection problem long open within the BCS paradigm.
- Abstract（参考訳）: 超伝導の理論における中心的な未解決の問題は、なぜ金属元素の小さなサブセットだけが超伝導状態を示すのかであり、他の多くの元素は厳密な正規のままである。
従来のバーディーン・クーパー・シュリーファー (BCS) フレームワークや、電荷密度波 (CDW) やペア密度波 (PDW) の順序を含む拡張は、超伝導金属と非超伝導金属を区別できる予測的または物質選択的基準を提供しない。
特に、よく定義されたフェルミ面を持つ単純な貴金属における超伝導の持続的欠如は、すべての伝統的なアプローチに挑戦する。
本稿では、前回の研究で導入された変調電子格子(MEL)ギンズブルグ・ランダウ(GL)フレームワークを用いてこの問題に対処する。
この定式化において、運動量依存剛性$α(q)$を持つ粗粒のMEL電荷場 $ρ_{\mathrm{MEL}}(\mathbf{r})$ は超伝導(SC)次パラメータ $\(\mathbf{r})$ に結合される。
有限変調波ベクトル$q^{\ast}$ または$q=0$ の負の最小値$α(q)$ と $ρ_{\mathrm{MEL}}$ の強い結合を特徴とする「MEL拡張窓」を満たすときのみ金属超伝導が出現することを示す。
この統一された基準は、自然に金属元素を3つの普遍クラスに分割する。
(i)有限$q^{\ast}$チャージモードのMEL強化超伝導体。
(II)MELフレームワークの同質な$q^{\ast}=0$制限としての従来のBCS超伝導体、及び
第三に、$α(q)$がすべての$q$に対して正である金属は、全てのMELモードを抑え、超伝導不安定を防ぎ続ける。
この基準を単純な金属元素に適用することにより、一部の金属が超伝導を発達する一方で、他の金属が超伝導を起こさない理由を特定し、おそらくBCSパラダイムの中で長い間開かれている選択問題を解くことができる。
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