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凝聚态中振幅(Higgs)模的可观测性

超导电性 2013-05-29 v4 量子气体 统计力学 强关联电子

摘要

振幅模是连续对称性破缺的凝聚态系统中一种普遍存在的集体激发。它预期存在于反铁磁体、短相干长度超导体、电荷密度波和晶格玻色凝聚体中。其探测是对相应场论的有价值检验,其质量间隙衡量了与量子临界点的接近程度。然而,由于振幅模可以衰变为低能戈德斯通模,其实验可观测性一直受到质疑。这里我们表明,可观测性取决于所测磁化率的对称性。纵向磁化率在低频下发散,即 χσσi/ω\chi_{\sigma\sigma} \sim i/\omega(d=2)或 log(1/ω)\log(1/|\omega|)(d=3),这可能会完全掩盖振幅峰。相比之下,标量磁化率因额外的四个频率幂次而受到抑制,从而在整个有序相中暴露出振幅峰。我们讨论了测量标量磁化率的实验装置。O(2)理论(相对论性超流体)的电导率是一种标量响应,因此在Higgs质量阈值以下表现出被抑制的吸收,即 σω2d+1\sigma \sim \omega^{2d+1}。在层状短相干长度超导体中(例如与铜氧化物相关),该阈值因层间等离子体频率而提高。

关键词

引用

@article{arxiv.1108.5207,
  title  = {Visibility of the Amplitude (Higgs) Mode in Condensed Matter},
  author = {Daniel Podolsky and Assa Auerbach and Daniel P. Arovas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1108.5207},
  year   = {2013}
}

备注

17 pages, 9 figures