Квантовые критические точки (ККТ) — это пороговые значения, разделяющие различные электронные фазы материалов при абсолютном нуле температуры, где часто проявляются экзотические свойства. Одной из таких точек является квантовая критическая точка пробоя Кондо**, где эффект Кондо* (локализация магнитных моментов в металлах) разрушается, открывая новую физику. Исследователи из Мюнхенского университета, Ратгерского университета и Сеульского национального университета изучили динамическое масштабирование вблизи этой точки, используя модель Андерсона для тяжелых фермионных материалов. Их работа, опубликованная в Physical Review Letters, выявила новый механизм, объясняющий «странное» металлическое состояние.
Ученые выяснили, что в материалах, близких к квантовой критической точке (ККТ), флуктуации распадаются гораздо медленнее, чем скорость света. Это объясняет необычные оптические свойства так называемых «странных металлов». В таких материалах важную роль играет критическое рассеяние на коротких расстояниях, которое отличается от механизма, предложенного в гипотезе «маргинальной жидкости Ферми». В последней основной акцент делается на распаде на отдельные электроны, тогда как в странных металлах ключевым является коллективное поведение флуктуаций. Теоретические предсказания совпали с экспериментальными данными для соединений YbRh2Si2 и CeCoIn5.
Исследование предлагает новый взгляд на «странные металлы», подчеркивая роль локальных электрон-электронных взаимодействий. В будущем ученые планируют изучить условия возникновения таких состояний и их связь с нетрадиционной сверхпроводимостью.
Теоретическая фазовая диаграмма как функция температуры и прочности гибридизации, которые служат параметрами настройки. Цвет показывает, как корреляции ослабевают с течением времени. В синих областях распад происходит относительно быстро, что соответствует обычным металлам. В оранжевой области корреляции затухают гораздо медленнее, чем скорость света. Именно здесь мы находим новое «странное» поведение металла. Изображение: Gleis et al.
* Эффект Кондо — это явление, возникающее в металлах, содержащих примеси с магнитными моментами (например, атомы железа, кобальта или никеля в немагнитной матрице). При низких температурах магнитные моменты примесей взаимодействуют с электронами проводимости, что приводит к необычным изменениям в сопротивлении материала.
** Точка пробоя Кондо — это критическая температура, при которой в системе с эффектом Кондо происходит переход от поведения, описываемого моделью Кондо, к поведению, характерному для обычного металла.
Дополнительная информация: Andreas Gleis et al, Dynamical Scaling and Planckian Dissipation Due to Heavy-Fermion Quantum Criticality, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.106501.
Источник: Study proposes new mechanism underpinning intrinsic strange metal behavior