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Virtual Color Superconductivity--Status and Perspective

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arXiv:hep-ph/0003001v2 15 Mar 2000VirtualColorSuperconductivity–StatusandPerspectivea

S.YingDepartmentofPhysics,FudanUniversity,Shanghai200433,ChinaE-mail:sqying@fudan.edu.cn

Abstract

Thestatusofourunderstandingofthepropertiesandmanifestationsofcolorsuperconductivityatzeroandlowdensityisbrieflyreviewed.Futurepossibilityishighlighted.

1Introduction

QCDatfinitetemperatureandzerodensityconditionisrelativelywellun-

derstoodcomparedthefinitedensitysituation.Thetechnicalreasonsarewell

known.Physically,quantumdecoherenceincreasesastemperaturegetshigh

makingthebehaviourofthesystemessentiallyclassical.Ontheotherhand,

densityeffectsdonotreducequantumcoherence.Onehastodealwiththe

quantumeffects.Abriefreviewisgivenhereaboutthecurrentstatusofour

understandingoftheroleplayedbythecolorsuperconductingphaseinthe

stronginteractiongroundstateclosetozerodensityandinhadronstructure.

2HighDensityLimit

ThegroundstateofQCDathighenoughdensityismostlikelytobeinacolor

superconductingphase.ThisisbecausequarksonahighFermisurfacecarry

highmomentumandproducelargemomentumtransferinscattering,sothat

thetwoquarkinteractionkernelincolortripletchannelcanbeapproximated

wellbyanattractiveonegluonexchangeterm.Theattractiveinteraction

generatestheBCSinstabilitythatcreatesagapoforder∆BCS∼e−c/gwith

caconstant.Thepropertiesofthecolorsuperconductingphaseareactively

studiedintherecentliteraturebaseonvariousapproachesliketheinstanton

model,theonegluonexchangeapproximationimprovedbyrenormalization

grouptreatmentandthecontact4-fermioninteractionmodel.

Nomatterwhatmodelsareadoptedforthediscussion,thefactthatcolor

superconductingphaseshouldbethegroundstateofthehighdensityquark

matterisquiteclearaccordingtowellestablishedBCStheoryforsupercon-

ductivityinnon-relativisticcondensedmattersystems.Agapoforderofafew100MeVisguaranteedatnotsohighdensitysincethenaturalscaleof

theproblemisoforder1GeVandthecouplingbetweenquarksisoforder1.

Otherwise,finetuningisrequired.

Thegeneralconsensusonthepropertiesofthecolorsuperconductingphase

ofquarkmatteratasymptoticallyhighdensityandzerotemperatureisthat

thegroundstateisinacolorflavorlockedstateinvolvingup,downandstrange

quarks.Asthedensityislowered,thecolorflavorlockedstateceasestobe

thetruegroundstateofthesystem,thetruegroundstateisinacolorsu-

perconductingphaseinvolvesonlytheupanddownquarks.Suchacolor

superconductingphaseisagaindisfavouredasthedensityisfurtherlowered

tosomecriticaldensityρc.Thecolorsuperconductingphasestopstomanifest

atamacroscopicscalewhenρ≤ρc.Thecurrentestimateofρcissohighthat

thephysicaleffectsofthecolorsuperconductingphasecanonlybepossibleto

manifestinaneutronstarintheconventionalunderstandingoftheproblem

basedmainlyonthephysicalpicturegainedinthestudyofnon-relativistic

manybodysystems.

Sincetherearealreadyreviewsonthissubject1athighdensity,Ishall

mainlyconcentrateonabriefreviewofmyowneffortsinthepast10years

(1989-1999),whichactuallystartedthestudyofvacuumcolorsuperconduc-

tivity.Ihoweverlookedattheproblemwithadifferentperspective.

3ThePossibleRoleoftheColorSuperconductingPhaseatLow

orZeroDensity

Whatisthefateofthecolorsuperconductingphaseatlowdensitythen?One

thingisquiteclearthattheattractionbetweenquarkpairsinacolortriplet

statestillexist.Itisevidencedbytheexistenceofbaryonswhicharemadeup

ofthreequarks.Oneofthereasonsbesidesconfinementforthecolorsuper-

conductingphasetodisappearatlowdensityisduetothecompetitionfrom

thequark–antiquarkpairing.Sinceasthedensityislowered,theantiquark

excitationduetointeractionbecomeslesssuppressed.Asufficientnumberof

theinteractiongeneratedantiquarksbegintopairwiththequarksofthesys-

temtocondenseinthegroundstate,whichcausethewellknowspontaneous

breakingofthechiralsymmetry.

Inordertostudythephaseandtheneighbourhoodofthestronginteraction

vacuumstate,thepresentframeworkoffinitedensitytheorybasedonnon-

relativisticspace-timeisfoundtobeinadequate.Inconsistenciesinthelogic

flowofphysicalargumentationandunphysicalsolutionoccurwhenonegoes

beyondthequasi-particlepicture.Thusnotonlythekinematicsofindividual

particleshastoberelativistic,butalsothecovariancerelatedtotherelativistic

2space-timetransformationforthewholesystematthequantumfieldlevelhas

tobeimplementedinawaythatisconsistenttoquantummechanics.

Theresultsoftheeffortsinclude:1)themodelbuildingandstudyingfor

vector2,3andscalar4diquarkcondensationandmanyofthetechnicaldevelopment3

2)theintroductionofan8–componentrealrepresentationforfermions2,3,5,6,7,

whichisnotidenticaltotheconventional4-componentrepresentationatfi-

nitedensity5,7.Theadvantageofusingthe8–componenttheorytostudythe

vacuumpropertiesisdiscussed.Italsoenablemetoisolatesomeofthedif-

ferencesnearzerodensitybetweenmyworkandthelatercommonlyadopted

ones8whichcontainacontinuousmixingbetweenthecolorsuperconducting

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SBN陶瓷英文文献

SBN陶瓷英文文献

FerroelectricandpiezoelectricpropertiesoftungstensubstitutedSrBi2Ta2O9

ferroelectricceramics

IndraniCoondoo*,S.K.Agarwala,A.K.Jhab

aSuperconductivityandCryogenicsDivision,NationalPhysicalLaboratory,DrK.S.KrishnanRoad,NewDelhi110012,IndiabDepartmentofAppliedPhysics,DelhiCollegeofEngineering,BawanaRoad,Delhi110042,India

1.Introduction

Defectsincrystalssignificantlyinfluencephysicalandvarious

otherpropertiesofmaterials[1].Forinstance,asitiswellknown,

dopingbyotherelementsleadstosignificantchangesinthe

electricalpropertiesofsilicon.Historically,‘‘defectengineering’’

hasbeendevelopedinthefieldofsemiconductingmaterialssuch

ascompoundsemiconductorsaswellasindiamond,SiandGe

[2–4].Subsequently,theconceptofdefectengineeringhasbeen

appliedtootherfunctionalmaterials,andthesignificantimprove-

mentinmaterialpropertieshavebeenachievedinhightransition-

超导量子干涉器件(SQUID)实验

超导量子干涉器件(SQUID)实验

超导量子干涉器件（SQUID）实验

超导量子干涉器件（Superconducting Quantum Interference Device，简称SQUID）是一种基于超导技术的重要量子器件，广泛应用于量子计算、磁共振成像等领域。SQUID的工作原理基于超导性材料的独特性质，能够对微弱磁场进行高灵敏度的检测，是研究量子效应和探测微弱信号的理想工具。

SQUID的基本原理

SQUID由两个超导性材料环组成，中间夹有一细弯曲区域。这种结构能够支持超导电流环路并产生量子干涉效应。当SQUID处于超导态时，可以通过外加磁场来改变SQUID中的超导电流，并观察到磁通量与电流之间的关系。

SQUID实验装置

进行SQUID实验需要精密的实验装置，包括超导量子干涉器件、低温冷却系统、高灵敏度的探测器等。在实验过程中，通过调控外部磁场或电流来对SQUID进行操控，并记录下SQUID的输出信号。利用这些信号可以研究SQUID的性能、工作特性以及微弱磁场的探测能力。

SQUID实验应用

SQUID作为一种高灵敏度的磁场探测器，在磁共振成像、生物磁信号检测、地球磁场测量等领域发挥着重要作用。通过SQUID实验可以研究超导性质、磁场效应、量子干涉等现象，为量子技术和磁共振应用提供支撑。

结语

超导量子干涉器件（SQUID）作为一种重要的量子器件，在科学研究和应用领域有着广阔前景。通过实验研究SQUID的工作原理和性能，可以深入了解量子效应并为未来量子技术的发展提供实验基础。SQUID实验的不断深入研究将推动科学技术的不断进步，为人类社会带来更多惊喜和发展机遇。

SrVO3 Hubbard band 和 氧空位

SrVO3 Hubbard band 和 氧空位

PHYSICALREVIEWB94,241110(R)(2016)

HubbardbandversusoxygenvacancystatesinthecorrelatedelectronmetalSrVO3

S.Backes,1T.C.R¨odel,2,3F.Fortuna,2E.Frantzeskakis,2P.LeF`evre,3F.Bertran,3M.Kobayashi,4R.Yukawa,4

T.Mitsuhashi,4M.Kitamura,4K.Horiba,4H.Kumigashira,4R.Saint-Martin,5A.Fouchet,6B.Berini,6Y.Dumont,6

A.J.Kim,1F.Lechermann,7,8H.O.Jeschke,1M.J.Rozenberg,9R.Valent´ı,1,*andA.F.Santander-Syro2,†

1Institutf¨urTheoretischePhysik,Goethe-Universit¨atFrankfurt,Max-von-Laue-Strasse1,60438FrankfurtamMain,Germany2CSNSM,Univ.Paris-Sud,CNRS/IN2P3,Universit´eParis-Saclay,91405OrsayCedex,France3SynchrotronSOLEIL,L’OrmedesMerisiers,Saint-Aubin-BP48,91192Gif-sur-Yvette,France4PhotonFactory,InstituteofMaterialsStructureScience,HighEnergyAcceleratorResearchOrganization(KEK),

1-1Oho,Tsukuba305-0801,Japan5SP2M-ICMMO-UMR-CNRS8182Universit´eParis-Sud,Universit´eParis-Saclay,91405OrsayCedex,France6GEMaC,Universit´edeVersaillesSt.QuentinenY.-CNRS,Universit´eParis-Saclay,Versailles,France7Institutf¨urTheoretischePhysik,Universit¨atHamburg,Jungiusstrasse9,20355Hamburg,Germany8Institutf¨urKeramischeHochleistungswerkstoffe,TUHamburg-Harburg,D-21073Hamburg,Germany9LaboratoiredePhysiquedesSolides,CNRS,Univ.Paris-Sud,Universit´eParis-Saclay,91405OrsayCedex,France

超导电性及其应用的研究现状和前景

超导电性及其应用的研究现状和前景

第24卷第5期丽水师范专科学校学报2002年10月Vol.24 No.5JOURNALOFLISHUITEACHERSCOLLEGEOct.2002

超导电性及其应用的研究现状和前景X

任清褒, 朱维婷

(丽水师范专科学校物理系,浙江丽水,323000) 摘要:比较系统地回顾了高温超导材料的研究进展,简要综述了超导体的基本特征和超导电性的微观机理,并有选择性地介绍了一些影响比较大或者技术比较成熟的超导应用,同时明确指出目前对于高温超导电性的认识在理论、实验观察和应用研究上都是初步的,还需要进行更多的和更深入全面的研究。关键词:临界温度Tc;零电阻性;完全抗磁性(Meissner效应);Josephson效应;应用中图分类号:O511 文献标识码:A 文章编号:1008-6749(2002)05-0031-07

1 引言1908年,荷兰莱登实验室在Onnes的指导下,经过长期努力后实现了氦气的液化,从而使实验温度可低到4~1K的极低温区,并开始在这样的低温区测量各种纯金属的电阻率。1911年,Onnes[1]发现Hg的电阻在4.2K时突降到当时的仪器精度已无法测出的程度,即Hg在一确定的临界温度Tc=4.15K以下将丧失其电阻。随后,人们在Pb及其它材料中也发现这种特性:在满足临界条件(临界温度Tc、临界电流Ic、临界磁场Hc)时物质的电阻突然消失,这种现象称为超导电性的零电阻现象。应该指出,只是在直流电情况下才有零电阻现象。这一现象的发现开拓了一个崭新的物理领域。直到20世纪50年代,超导只是作为探索自然界存在的现象和规律在研究,1957年Bardeen、Cooper和Schrieffer[2]提出了著名的BCS理论,揭示了漫长时期不清楚的超导起因。1954年Matthias发现新型的A-15型超导化合物Nb3Sn,1961年Kunzler将Nb3Sn制成高场磁体,开辟了超导在强电中的应用,特别是1962年Josephson效应的出现,将超导应用推广到一个崭新的领域。到20世纪70年代超导在电力工业和微弱信号检测应用方面的进展显示了它无比的优越性,例如用超导线材成功地获得了近20T高磁场,从而在电能输送、磁流体发电、超导磁悬浮列车等方面的研究、试制不断推进;用Josephson效应做出的超导量子干涉器(简称SQUID)可分辨10-15T磁场,它立即应用到国防、探矿、地震预报、生物磁学等方面,交流Josephson器件用到射电天文、电压基准监视等领域,显示出其它器件与之不可比拟的性能。但由于Tc低,必须使用液氦,大大地限制了它的优越性。从20世纪70年代起人们就将注意力转向寻找高Tc(液氮温区)超导体,在周期表上排列、组合成各种二元、三元合金或化合物,但进展一直不大,人们又去找四元化合物,仍无成效,1973年找到的最高Tc是23.2K的Nb3Ge薄膜,此后到1985年这个记录一直保持不变。2 高温超导材料的研究进展直至1986年,对于Tc,人们一直相信BCS的论断:超导电性不可能在30K以上的温度出现。1986年4月当瑞士苏黎世的IBM研究室的学者Bednorz和Muller[3]报道了La-Ba-Cu-O体系的超导转变温度为36K时,人们是多么的激动,从而在世界范围内掀起了研究、探索高温超导材料的热潮。最引人注目的突破性进展是几个系列高Tc超导氧化物的相继问世。1986年,Tc=20~40K的La2-xMxCuO4+D(其中M=Ba、Sr和Ca)系列氧化物超导体相继被发现和报道。1987年初,美国的朱经武等[4]和中科院物