量子多體理論 ——BCS超導(dǎo)理論專題(1)
本科-碩士暑假期間的最后一篇Note,明天就要去中科大報道了!用BCS來對這個暑假收尾,再完美不過了!
終于終于終于到超導(dǎo)(SC)了,我們來看看用格林函數(shù)方法如何計算這塊硬骨頭。
背景:1911年,實驗物理學(xué)家Onnes 發(fā)現(xiàn):將汞冷卻至4.3K時其電阻竟然變成了零,即超導(dǎo)現(xiàn)象。從此之后,對超導(dǎo)現(xiàn)象的理解成為了物理學(xué)們最想觸碰的寶藏(一共誕生了10個諾獎),Einstein、Feynman、Heisenberg等這些偉大的名字都試圖解決超導(dǎo)問題,無一不失敗。四十多年后,Bardeen、Cooper、Schrieffer (BCS)終于給出了超導(dǎo)電性的微觀解釋,簡而言之:電聲相互作用導(dǎo)致的有效吸引使得自旋、動量相反的電子配對凝聚。在此之前,已經(jīng)有了一些超導(dǎo)的唯象解釋,比如London方程(假設(shè)了與矢勢有關(guān)的超導(dǎo)電流項,再耦合進Maxwell eq)以及Ginzberg-Landau方程(就是把Landau天才的二級相變理論應(yīng)用到SC)。其中G-L方程不僅解釋了實驗,還做出了一些預(yù)言,比如第二類超導(dǎo)體的存在。但人們并不知道這些唯象解釋背后的物理本質(zhì),直到BCS理論出現(xiàn)。當(dāng)然,BCS僅能解釋有限數(shù)量的常規(guī)超導(dǎo)體,隨著新材料的涌現(xiàn),也許我們需要嶄新的多體理論了。
? ? ? 但是,?BCS理論在物理史上的地位如何強調(diào)都不過,其不僅豐富了當(dāng)時是嶄新領(lǐng)域的凝聚態(tài)物理,與粒子物理學(xué)中的手征對稱性破缺、Higgs機制也有著深刻的淵源。從有效場論的現(xiàn)代角度闡述BCS是一個不錯的選擇,但是限于我現(xiàn)在對此蹩腳的理解,還是暫時不講了吧,flag立下,寒假之后用更現(xiàn)代的觀點重新寫B(tài)CS的Note!因此現(xiàn)在我們主要講的是Gorkov的格林函數(shù)方法,Gorkov當(dāng)年首先用此嚴(yán)格推出了G-L方程。
Let's start ?。。?/strong>











