欠掺杂铜氧化物中超流体的弱相位刚度与质量发散

尽管经过了二十多年的密集研究，铜氧化物中观察到的高温 (high-$T_c$) 超导性的真实本质对研究人员来说仍然难以捉摸。特别是在所谓的“欠掺杂”区域，超导性的整体行为在定性上偏离了由 Bardeen、Cooper 和 Schrieffer (BCS) 开创的标准理论描述。最近，超导序参量的相位涨落的重要性已经从各种实验中获得了重要支持。然而，导致令人惊讶的软相位的微观机制仍然是最重要的未解谜题之一。在这里，与标准 BCS 起点相反，我们在强耦合极限下提出了一个简单、可解的低能模型，该模型将超导性字面上映射为掺杂空穴局域对这一特殊稀薄玻色子系统中超流体的已被充分理解的物理。在原型材料 (La$_{1-\delta}$Sr$_\delta$)$_2$CuO$_4$ 中，在未使用任何自由参数的情况下，当掺杂高于 $\sim 5.2\%$ 时获得了 $d$ 波超导性，低于该掺杂则由出乎意料的非相干 $p$ 波对主导。在整个欠掺杂区域，发现极软的相位源于对质量的巨大增强。此外，预测了一个显著的质量发散，它决定了所观测到的量子临界点的出现。我们的模型产生的超流体性质与实验非常吻合，并为当前的几个谜题提供了新见解。由于其简单性，该模型提供了一个极具价值的范式，以回答欠掺杂铜氧化物中长期存在的挑战。