Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау


Российской академии наук

Направлено в печать

Мезоскопические флуктуации сверхтока в диффузных магнитных контактах Джозефсона

23 ноября в 11:30

П. А. Иоселевич, П. М. Островский, Я. В. Фоминов

Изучался сверхток в квази-одномерных джозефсоновских контактах, слабая связь в которых обладает магнитными свойствами за счет магнитных примесей или ферромагнетизма. Если длина слабой связи превышает магнитную длину распаривания, то стационарный эффект Джозефсона определяется мезоскопическими флуктуациями. Мы находим ток-фазовую характеристику таких контактов и ее статистические свойства (в смысле зависимости от случайной реализации примесного беспорядка). Рассматривался случай прозрачных границ, в котором важен обратный эффект близости, в то время как прямой эффект близости подавлен магнетизмом слабой связи. Найдено, что в ток-фазовой зависимости присутствуют все гармоники. При этом амплитуды и фазовые сдвиги разных гармоник не скоррелированы. В зависимости от типа магнитных свойств система может оказаться в режиме $\varphi_0$- или $\varphi$- контакта. Получена полная статистика сверхтока для произвольных соотношений между температурой, сверхпроводящей щелью и энергией Таулесса слабой связи.

Статистика собственных состояний вблизи локализационного перехода на случайных регулярных графах

23 ноября в 11:30

К.С. Тихонов

Исследованы частотные и пространственные корреляции собственных функций и уровней энергии в модели Андерсона на случайных регулярных графах (RRG) в критической точке и в делокализованной фазе. В делокализованной фазе, наблюдаемые величины характеризуются широкой критической областью с кроссовером к эргодическому поведению в системах размера больше критической длины. Изучение корреляторов позволяет непосредственно пронаблюдать критическую длину. Кроссовер между критическим поведением и эргодическим режимом довольно необычен, так как критическое поведение характеризуется логарифмически медленной динамикой, а делокализованная фаза - экспоненциально быстрой (что видно, например, в зависимости вероятности возврата от времени). Исследована связь между результатами точной диагонализации, и результатам полу-аналитического подхода, основанного на анализе седлового решения суперсимметричного действия для RRG. Наконец, показано, как полученные результаты могут быть поняты в интерпретации регулярного графа как предела d-мерного гиперкубе в большой пространственной размерности.

Поверхностный импеданс на диффузной границе кирального p-волнового сверхпроводника

16 ноября в 11:30

Я.В. Фоминов

Вычислена локальная комплексная проводимость и обусловленный ею поверхностный импеданс на диффузной границе кирального p-волнового сверхпроводника. Именно киральное p-волновое состояние считается наиболее вероятным в сверхпроводящем рутенате стронция Sr2RuO4. Оно анизотропное и при этом полностью щелевое (модуль параметра порядка фиксирован, а фаза зависит от направления). Мы рассматриваем отклик на внешнее электромагнитное поле как на подщелевых, так и на надщелевых частотах. Изучены аномальные особенности поверхностного импеданса, связанные с генерацией вблизи границы нечётных по частоте сверхпроводящих корреляций (состояние типа сверхпроводимости Березинского). Теоретические результаты сопоставлены с измерениями поверхностного импеданса Sr2RuO4, проведёнными в ИФТТ. Наблюдается качественное согласие теории и эксперимента.
Доклад основан на работе S. V. Bakurskiy, Ya. V. Fominov, A. F. Shevchun, Y. Asano, Y. Tanaka, M. Yu. Kupriyanov, A. A. Golubov, M. R. Trunin, H. Kashiwaya, S. Kashiwaya, and Y. Maeno, "Local impedance on a rough surface of a chiral p-wave superconductor", Phys. Rev. B 98, 134508 (2018); https://arxiv.org/pdf/1807.11735.pdf

Сверхпроводящий спиновый клапан в системах со сплавом Гейслера

16 ноября в 11:30 (короткий доклад)

Я.В. Фоминов

Проведено теоретическое сопровождение экспериментов по измерению эффекта сверхпроводящего спинового клапана в системе типа FFS (где F — ферромагнетик, S — сверхпроводник). Эффект состоит в том, что критическая температура Tc системы зависит от взаимной ориентации намагниченностей двух ферромагнетиков. В эксперименте в качестве среднего F слоя был взят сплав Гейслера Co2Cr1-xFexAl, и это позволило усилить эффект (разность Tc при параллельной и антипараллельной ориентации) по сравнению с ранее исследованными системами с железом. Знак эффекта зависит от толщины слоя. Теория объясняет полученные результаты. Усиление эффекта оказывается связано с уменьшенной величиной обменного поля в сплаве Гейслера.
Доклад основан на следующих работах:
[1] A. Kamashev, A. Validov, N. Garif’yanov, Ya. Fominov, P. Leksin, J. Schumann, J. Thomas, V. Kataev, B. Büchner, I. Garifullin, "Isolation of proximity-induced triplet pairing channel in a superconductor/ferromagnet spin valve", EPJ Web of Conferences 185, 08001 (2018).
[2] A.A. Kamashev, A.A. Validov, J. Schumann, V. Kataev, B. Büchner, Ya.V. Fominov, I.A. Garifullin, "Increasing the performance of a superconducting spin valve using a Heusler alloy", Beilstein J. Nanotechnol. 9, 1764 (2018).

Новые интегралы движения для волн на глубокой воде со свободной границей

16 ноября в 11:30 (короткий доклад)

А. И. Дьяченко

Хорошо известно, что в приближении слабой нелинейности для волн на воде (теория слабой турбулентности), когда учитываются только четырех-волновые взаимодействия, имеется интеграл движения - полное "число волн" (волновое действие). Волны на глубокой воде могут быть разделены на две группы, бегущие влево и бегущие вправо. Показано, что особые свойства коэффициента четырех-волнового взаимодействия приводят к сохранению не только полного "числа волн", но и двух новых интегралов движения: "число волн", бегущих влево, и "число волн", бегущих вправо.

Non-Born effects in scattering of electrons in clean quasi-one-dimensional conductors

26 октября в 11:30

A. S. Ioselevich, N. S. Peshcherenko

Quasi-one-dimensional systems demonstrate Van Hove singularities in the density of states $\nu_F$ and the resistivity $\rho$, occurring when the Fermi level $E$ crosses a bottom $E_N$ of some subband of transverse quantization. We demonstrate that the character of smearing of the singularities crucially depends on the concentration of impurities. There is a crossover concentration $n_c\propto |\lambda|$, $\lambda\ll 1$ being the dimensionless amplitude of scattering. For $n\gg n_c$ the singularities are simply rounded at $\varepsilon\equiv E-E_N\sim \tau^{-1}$ – the Born scattering rate. For $n\ll n_c$ the non-Born effects in scattering become essential, despite $\lambda\ll 1$. The peak of the resistivity is split: for $\varepsilon>0$ there is a broad maximum at $\varepsilon\propto \lambda^2$. For $\varepsilon\lt 0$ there is a deep minimum at $|\varepsilon|\propto n^2\ll \lambda^2$. The behaviour of $\rho$ below the minimum depends on the sign of $\lambda$. In case of repulsion $\rho$ monotonically grows with $|\varepsilon|$ and saturates for $|\varepsilon| \gg \lambda^2$. In case of attraction $\rho$ has sharp maximum at $|\varepsilon| \propto \lambda^2$. The latter feature is due to resonant scattering by quasistationary bound states that inevitably arise just below the bottom of each subband for any attracting impurity.

Электрон-фононная теплопередача в изоляторах Андерсона

26 октября в 11:30

М. В. Фейгельман, В. Е. Кравцов

Построена теория электрон-фононной передачи энергии в изоляторах Андерсона с большой длиной локализации. Показано, что температурная зависимость этой величины прямо связана с корреляционной функцией локальных плотностей состояний электронов. Эта корреляционная функция содержит степенной рост на малых энергиях вследствии фрактальной структуры волновых функций, а также вследствии Моттовского механизма резонансных пар. Это приводит к значительному усилению теплопередачи (по сравнению с предсказаниями стандартной теории для грязных металлов) находится в согласии с экспериментами на слабо диэлектрических пленках оксида индия.

Новые результаты для представления свободными полями теории Весс-Зумино-Виттена, связанной с супергруппой GL(1|1)

12 октября в 11:30

М.Ю. Лашкевич

Теория Весса—Зумино—Виттена, связанная с супергруппой GL(1|1), обладает интересными особенностями. С одной стороны, ее структура сравнительно проста, а с другой она представляет собой пример логарифмической теории, то есть конформной теории поля, в которой у некоторых полей корреляционные функции логарифмически зависят от расстояний. В этой теории спектр конформных размерностей локальных операторов непрерывный, и логарифмические операторы возникают в специальных вырожденных точках, включая точки, отвечающие нулевой размерности. Представление свободными полями дает эффективный метод исследования моделей конформной теории поля, и в GL(1|1)-теории она кажется довольно простой и хорошо разобранной в предыдущих работах. В то же время, на мой взгляд, не все возможности этого представления были использованы. В данной работе, помимо более подробного вычисления структурных констант, были изучены матрицы слияния и сплетания для конформных блоков. Показано, что вблизи вырожденных точек, отвечающих логарифмическим полям, можно выбрать базис конформных блоков, разрешающий вырождение. Я показываю, как этот базис связан с логарифмическими операторами теории.

Three-dimensional stability of leapfrogging quantum vortex rings

21 сентября в 11:30 (короткий доклад)

В.П. Рубан

It is shown by numerical simulations within a regularized Biot-Savart law that dynamical systems of two or three leapfrogging coaxial quantum vortex rings having a core width $\xi$ and initially placed near a torus of radii $R_0$ and $r_0$, can be three-dimensionally (quasi-)stable in some regions of parameters $\Lambda=\ln(R_0/\xi)$ and $W=r_0/R_0$. At fixed $\Lambda$, stable bands on $W$ are intervals between non-overlapping main parametric resonances for different (integer) azimuthal wave numbers $m$. The stable intervals are most wide ($\Delta W\sim$ 0.01--0.05) between $m$-pairs $(1,2)$ and $(2,3)$ at $\Lambda\approx$ 4--12 thus corresponding to micro/mesoscopic sizes of vortex rings in the case of superfluid $^4$He. With four and more rings, at least for $W>0.1$, resonances overlap for all $\Lambda$ and no stable domains exist.

Synchronization of Conservative Parallel Discrete Event Simulations on a Small-World Network

7 сентября в 11:30

Lev N. Shchur и Liliia Ziganurova

We examine the question of the influence of sparse long-range communications on the synchronization in parallel discrete event simulations (PDES). We build a model of the evolution of local virtual times (LVT) in a conservative algorithm including several choices of local links. All network realizations belong to the small-world network class. We find that synchronization depends on the average shortest path of the network. The time profile dynamics are similar to the surface profile growth, which helps to analyze synchronization effects using a statistical physics approach. Without long-range links of the nodes, the model belongs to the universality class of the Kardar–Parisi–Zhang equation for surface growth. We find that the critical exponents depend logarithmically on the fraction of long-range links. We present the results of simulations and discuss our observations.