Спиновый квантовый эффект Холла является родственником целочисленного квантового эффекта Холла, характеризующегося целочисленно квантованной спиновой холловской проводимостью. В данной работе формулируется и исследуется модель одномерных проводах с N каналов на каждом и со случайным туннелированием между каналами. Рассматриваемая модель сохраняет фундаментальные симметрии спинового квантового эффекта Холла. Продемонстрировано, что в общем случае триплетный сектор теории не отцепляется от синглетного сектора. В пределе больших N систематически выводится эффективная крупномасштабная низкоэнергетическая теорию поля, представляющая собой нелинейную сигма-модель. Анализ показывает, что, хотя триплетные моды обычно массивны и не влияют на нелинейную сигма-модель больших N, существуют определенные условия, при которых эти моды становятся «мягкими», тем самым увеличивая длину ультрафиолетовой обрезки модели. Кроме того, при вычислении затравочных продольной и холловской спиновых проводимостей, обнаруживается, что стандартное приближение седловой точки не работает в режимах со значительной туннельной асимметрией между четными и нечетными звеньями. Устанавливлено, что введение зеемановского поля не только нарушает симметрию SU(2) действия нелинейной сигма-модели, но и порождает член, который явно нарушает инверсионную симметрию.

Мы изучаем теоретически возможность управления скирмионами типа Нееля с помощью неоднородного электрического поля, источником которого служит тонкий заряженный зонд. Электрическое поле действует на неоднородную намагниченность благодаря магнитоэлектрическому эффекту, что было предсказано ещё в 1980х, но только недавно подверждено в эксперименте: поле приводит к смещению доменных стенок и рождению доменов. Используя аналитический подход, мы показываем, что этот же эффект должен приводить в движение скирмионы, изменять их размер, а также создавать и уничтожать их. Кроме того, электрическое поле может создавать и поддерживать существование скирмионов отрицательной киральности, а также скирмиониумов. Мы детально исследовали условия и значения параметров, при которых можно реализовать вышеуказанное, и составили фазовую диаграмму в координатах "расстояние до зонда - интенсивность поля", показывающую соответствующие возможности. Кроме того, мы предлагаем теоретический проект устройства, в котором несколько зондов могут перемещать, создавать и уничтожать скирмионы. Аналитические результаты верифицированы численным микромагнитным моделирование.

Мы исследуем тепловое проскальзывание фазы в бесконечной двумерной сверхпроводящей пленке в рамках уравнений Узаделя. Недавно было получено аналитическое решение для инстантона свободной энергии вблизи критической температуры при токах близких к критическому. Близость к криттоку позволяет свести седловое уравнение для функционала Гинзбурга-Ландау к точно интегрируемому уравнению Буссинеска [1]. Используя полученный в работе [1] скейлинг параметров инстантона, мы организуем градиентное разложение в уравнениях Узаделя вблизи критического тока, оставляя в функционале свободной энергии только лидирующие члены. Данная процедура приводит функционал свободной энергии к форме Буссинеска, что позволяет воспользоваться известным профилем инстантона и вычислить величину активационного барьера при произвольной температуре. В одномерной геометрии получаемые криттоковые асимптотики барьера согласуются с численными зависимостями барьера от тока при разных температурах, полученными в работе [2].

[1] M. A. Skvortsov and A. V. Polkin, arXiv:2506.18130.
[2] A. V. Semenov, P. A. Krutitskii and I. A. Devyatov, Jetp Lett. 92, 762 (2010)

Исследуется поведение гидродинамических мод в диссипативных фермионных системах с сохраняющимся числом частиц. Рассматриваемая модель описывает класс фермионных систем с симметричным двухзонным спектром, сохраняющимся числом частиц и диссипацией энергии и импульса, происходящей за счёт взаимодействия с бозонной баней. Эволюцию матрицы плотности такой системы можно описывать при помощи уравнения Горини-Коссаковски-Сударшана-Линдблада (ГКСЛ) или, что аналогично, в терминах Келдышевской теории поля. В предыдущих работах по этой теме мы изучали динамику системы при помощи диаграммной техники в формализме Келдышевского функционального интеграла. Оказалось, что динамика фермионов описывается системой из двух связанных уравнений для плотностей в верхней и нижней зонах, которые имеют вид уравнения Фишера-Колмогорова-Петровского-Пискунова (ФКПП). В данной работе мы продолжаем этот сюжет при помощи методов теории поля: в Келдышевском действии можно явно выделить гидродинамические и массивные моды, описывающие динамику отклонений от седлового приближения. Усреднение по массивным модам приводит гидродинамическое действие к виду уже знакомых уравнений ФКПП и позволяет методом ренормгруппы определить, привязаны ли полученные ранее результаты к малому коэффициенту диссипации, а также есть ли в модели фазовый переход по этому параметру. Работа выполнена в рамках гос. задания FFWR-2024-0017.

Изучается сверхпроводящий диодный эффект (СДЭ) в диффузионном бислое сверхпроводник – нормальный металл (SN), находящемся под действием магнитного поля, направленного в плоскости слоёв. Сверхток течёт вдоль слоёв перпендикулярно полю. СДЭ, проявляющийся как асимметрия критических (распаривающих) токов и кинетической индуктивности при противоположных направлениях тока, возникает вследствие орбитального механизма, обусловленного неоднородным распределением мейснеровских токов, вызванным пространственно изменяющейся сверхтекучей плотностью. Недавно Левичев с соавт. [Phys. Rev. B 108, 094517 (2023)] продемонстрировали реализацию данного эффекта в такой структуре, подтвердив численные расчёты для случая идеальной границы между слоями экспериментальными данными. В настоящей работе исследуется влияние неидеальной границы с конечным сопротивлением на СДЭ. Используя аналитический подход, мы фокусируемся на предельных случаях, соответствующих слабым внутрислойным неоднородностям. Обнаружено, что сила СДЭ немонотонно зависит от сопротивления интерфейса, когда толщина бислоя мала по сравнению с длиной когерентности. Примечательно, что неидеальный интерфейс может усиливать СДЭ по сравнению с идеальным случаем.