非晶固体低温下的普适声衰减

已知无序固体在低温下表现出定量的普适性，其中最引人注目的是超声衰减系数 Q。现有的隧穿两能级系统（TTLS）理论在其原始形式（即不添加额外的拟合函数和参数）下无法解释这种普适性。虽然可以通过修改 TTLS 模型，特别是纳入长程声子诱导相互作用来解释 Q 的普适值，但（a）尚不清楚原模型成功解释实验数据的那些基本特征是否得以保留，以及（b）即使得以保留，也不清楚原模型的基本假设是否仍然必要。本研究的目的是从一种未指定非晶块体通过应变场相互作用的量子多体理论出发，推导出在无序固体中观测到的普适声吸收及相关量。基于非常一般的假设且无可调拟合参数，通过一种新颖的“迹方法”计算了一组相互作用的无序块体在低温区间的频率和初态平均的宏观衰减，然后通过实空间重整化群方法将其迭代至实验长度尺度。接着，利用启发式的二阶微扰论证，找到了 Q 的频率依赖性，并结合先前的结果，得到了在 MHz-GHz 频率范围内观测到的普适值。结论是，为了解释无序介质在低温区间的热导率、声速偏移和声衰减，并不需要很强的微观假设。