高温超导的SO(5)量子非线性sigma模型理论

我们表明，高温超导体的复杂相图可以从一个简单的对称性原理推导出来，即一个统一了反铁磁性与$d$波超导性的$SO(5)$对称性。我们从微观哈密顿量推导出近似的$SO(5)$对称性，并进一步表明，在重整化群流向双临界点的过程中，这种对称性变得精确。借助这种对称性，我们构建了一个$SO(5)$量子非线性$\sigma$模型来描述高温超导体的有效低能自由度，并用它来推导系统的相图和低能集体激发的性质。我们认为，该模型自然地解释了高温超导体从绝缘体到欠掺杂和最佳掺杂区域的基本现象学。