中子散射与强关联物理.ppt
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1、Neutron Scattering and Strongly Correlated Physics 中子散射与强关联物理,鲍威 中国人民大学 物理系,大纲,什么是强关联物理 中子散射简介 晶体结构 磁长程序结构 有序-无序相变(二级相变),序参数 元激发:声子,磁子 非色散型磁激发谱 非常规超导体研究中的应用,强关联物理凝聚态物理的前沿分枝,凝聚态物理的研究对象:固体,液体 大量粒子集合的量子物理 物理学最大的研究领域,1/3 高科技社会的基础:电脑CPU(半导体),手机天线(铁电体),冰箱门(磁铁),等 远非夕阳学科,不少未知领域 强关联物理:最具智力挑战的前沿领域之一,凝聚态物理: 非相
2、对论性量子统计物理,经典力学-多体引力问题: 无精确解,地球上的经典力学: 惯性参照系,大部分情况, 不用考虑天体运动的影响 地球自转: 气候-大气环流, 洋流 月球运动: 潮汐 慧星落地: 物种灭绝,地球运行的经典力学,二体引力问题存在封闭解 地球在太阳的引力场中的运动 月球在地球的引力场中的运动 月球运动对地球轨道的微扰 各行星分别在太阳的引力场中的运动 各行星运动对地球轨道的微扰,王孝群:重整化群方法 (7月13-14日),自由电子近似 惯性地球,费米气模型(Sommerfeld,1927): Fermi-Dirac Statistics, vs. Maxwell-Boltzmann c
3、onduction in metal,(1868-1951),独立电子近似 行星绕日运动,卢仲毅:LDA计算 (7月16日下午),晶格周期性Bloch Theorem,电子能带理论 金属,绝缘体 半导体 Shockley,Bardeen, Brattain (1956) Koln,Pople (1998),Felix Bloch (1952 Nobel Prize in Physics),LaFeAsO正常态的能带,费米面,闻海虎,张清明:7月15日,元激发相互作用 星际微扰,声子(phonon) 核晶格振动的量子 磁子(magnon) 磁矩晶格振动的量子 电子-波色子散射:电阻,BCS超导
4、电子-电子散射:屏蔽效应,Landau费米液体理论,Mott金属-绝缘体相变,非常规超导 电子-杂质散射:输运,电阻, Anderson金属-绝缘体相变 电子-磁杂质散射:输运,电阻 ,Kondo效应,独立电子近似 行星绕日运动,Hartree Approximation,独立电子近似的毛病:交换反对称,Hartree-Fock Approximation,Hubbard 模型 (1964),电子相互作用导致绝缘体Mott相变,C. Zener,d= (1993),电子相互作用导致绝缘体Mott相变,C. Zener,NiO insulator, Zener 1930s Mott 1930-1
5、970s Hubbard 1964 Brinkman & Rice 1970 Several groups 1990s-,Mott绝缘体中的反铁磁序: J=t2/U,P.W. Anderson 1950s,对费米液体的微扰 星际微扰,电子-杂质散射:输运,电阻, Anderson金属-绝缘体相变 (1977) 电子-磁杂质散射:输运, Kondo效应(1982) 电子-波色子散射:电阻,BCS超导(1913,1972) 电子-电子散射:屏蔽效应,Landau费米液体理论,Mott金属-绝缘体相变 (1977) ,非常规超导,费米液体相并非总是稳定的基态: 存在其它相,超越微扰论新的物质相:费米
6、子系统,超导电性 Onnes 1911 (1913);Bardeen-Cooper-Schrieffer理论 1957 (1972); Abrikosov, Ginzburg 1950s (2003) 3He超流 Lee, Richardson Laughlin 1983 (1998),费米子物态(续),Kondo效应 1964: K.G. Wilson (1982) Kondo晶格-重费米子现象,及其超导态1979 高温铜氧化物超导体 Mller & Bednorz 1986 (1987) Anderson 绝缘体,Mott 绝缘体(1977),磁及其它相变,铁磁 Pierre Curie
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