[논문 리뷰] Competition between Pomeranchuk instabilities in the nematic and hexatic channels

Daniel G. Barci, Marta L. Trobo외 2명|arXiv (Cornell University)|2008. 01. 26.

Nonlinear Dynamics and Pattern Formation인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 페르미 입자가 없는 2차원 체계에서 Pomeranchuk 전이 근처의 나치스와 헥세틱 불안정성 간의 경쟁을 조사한다. 유도군 분석을 통해 두 번째 유형의 나치스 및 헥세틱 전이가 첫 번째 유형의 전이와 만날 수 있는 이중임계점(bicritical point)을 규명하였으며, 강한 동적 결합으로 인해 이중임계점에서도 비가역적인 삼차 모드가 주요 임계 행동을 지배한다.

ABSTRACT

We study the competition between the nematic and the hexatic phases of a two-dimensional spinless Fermi fluid near Pomeranchuk instabilities. We show that the general phase diagram of this theory contains a bicritical point where two second order lines and a first order nematic/hexatic phase transition meet together. We found that at criticality, and deep inside the associated symmetry broken phases, the low energy theory is governed by a dissipative cubic mode, even near the bicritical point where nematic and hexatic fluctuations cannot be distinguished due to very strong dynamical couplings.

연구 동기 및 목표

• 2차원 스핀이 없는 페르미 유체에서 Pomeranchuk 불안정성 근처의 나치스 및 헥세틱 순서 매개변수 간의 상호작용을 이해하는 것.
• 나치스 및 헥세틱 채널이 모두 불안정할 경우 계의 상도도를 규명하는 것.
• 강한 동적 결합으로 인해 나치스 및 헥세틱 변동이 서로 구별되지 않는 이중임계점에서의 임계 행동을 분석하는 것.
• 임계 상태 및 대칭성이 깨진 상을 지배하는 저에너지 등가 이론을 규명하는 것.

제안 방법

• 나치스 및 헥세틱 순서를 선호하는 상호작용을 갖는 2차원 스핀이 없는 페르미 유체를 모델링하기 위해 장 이론적 접근을 사용하는 것.
• 기능적 유도군(fRG)을 적용하여 나치스 및 헥세틱 채널에서의 결합 상수의 흐름을 분석하는 것.
• 고정점과 상 경계를 규명하여 제2차 및 제1차 전이를 포함한 전체 상도도를 그려내는 것.
• 이중임계점 근처의 스케일링 행동을 분석하여 저에너지 이론의 성격을 규명하는 것.
• 순서 매개변수 장의 효과적 행동을 유도하여 임계점에서 비가역적인 삼차 모드가 드러나게 하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 2차원 페르미 유체에서 나치스 및 헥세틱 불안정성이 동시에 존재할 경우 상도도의 구조는 어떻게 되는가?
• RQ2 나치스 및 헥세틱 변동이 강한 동적 결합으로 인해 임계 행동이 융합되는 이중임계점 근처에서 상호작용은 어떻게 되는가?
• RQ3 특히 이중임계점에서, 대칭성이 깨진 상의 깊은 저에너지 이론의 성격은 무엇인가?
• RQ4 나치스 및 헥세틱 변동이 강하게 결합되어 있을 경우, 임계 행동을 한 개의 효과적 모드로 기술할 수 있는가?

주요 결과

• 상도도는 두 개의 제2차 전이 선과 하나의 제1차 나치스/헥세틱 전이가 만날 수 있는 이중임계점이 존재한다.
• 이중임계점에서 강한 동적 결합으로 인해 나치스 및 헥세틱 변동은 서로 구별될 수 없다.
• 임계점 근처의 저에너지 이론은 나치스 및 헥세틱 순서 매개변수가 일치하는 영역에서도 비가역적인 삼차 모드에 의해 지배된다.
• 경쟁하는 순서 매개변수가 공존하더라도, 임계 행동은 삼차 비선형성과 비가역성을 갖는 단일 효과적 장 이론으로 강인하게 기술된다.