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临界费米面双部份涨落

强关联电子 2025-08-11 v3 统计力学 高能物理 - 理论

摘要

保守量在子系统内的涨落是非局域可观测量,提供了对量子许多体系统的独特洞察。本文研究了在洛伦兹费米液体之外,由相互作用驱动的“金属-绝缘体转变”中的双部份电荷(及自旋)涨落。“电绝缘体”包括分数化自由度的非费米液体状态,例如(针对无自旋电子的)可压缩复合费米液体,以及(针对自旋1/2电子的)不可压缩自旋液体米氏绝缘体。我们发现,电荷涨落 FF 在转变处表现出不同的主导标度:在洛伦兹费米液体中为 FLlog(L)F \sim L\log(L),在电绝缘体中为 FLF \sim L,其中 LL 为子系统的线性尺寸。在复合费米液体中,在子系统几何包含尖锥角的情况下,我们还识别出一个普适常数项 f(θ)σxy/(2π)-f(\theta)|\sigma_{xy}|/(2\pi),其中 f(θ)f(\theta) 表示尖角角度的函数,σxy\sigma_{xy} 为霍尔电导率。在临界点上,若转变为连续转变,则主导标度 FLF\sim L 伴随次要的普适尖角贡献 log(L)f(θ)Cρ/2-\log(L)f(\theta)C_{\rho}/2,其相同的角度依赖性 f(θ)f(\theta),且普适系数 CρC_{\rho} 与预测的纵向和霍尔电阻率的普适跳跃直接相关。这些结果建立了涨落-传输关系,为数值和实验研究金属中非传统量子临界性提供了路径。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.04331,
  title  = {Bipartite Fluctuations of Critical Fermi Surfaces},
  author = {Xiao-Chuan Wu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.04331},
  year   = {2025}
}

备注

30 pages, 4 figures; updated discussion on charge insulators; accepted version