中科院物理所的研究人员找到了金属家族中从未谋面的邋遢表叔——“正交金属”。他离经叛道,践行着和正常金属完全不同的生活方式:有些邋遢甚至油腻,连电子这样本性都给败掉了,不务正业地没有费米面,却玩弄起物质场和拓扑序规范场耦合这些歪门邪道的路数,最终也具有了其他金属一样的磁学响应。研究背景和意义:超越费米液体理论的量子金属物态是凝聚态物理学研究中的主要问题之一。
尽管实验上在重费米子材料和高温超导材料中,人们早已观察到没有准粒子和具有奇异输运行为的非费米液体和量子临界金属态,但是对于这些量子物质形态的理解仍然没有完整和严格的理论框架。研究内容:研究人员在二维正方晶格上构造了正交金属的模型。在格点处生活着正交费米场与伊辛物质场,在格点之间存在着Z2规范场,规范场分别与伊辛物质场和正交费米场通过最小耦合的方式联系起来。
伊辛物质场和Z2规范场的量子涨落是整个系统相互作用的来源。通过调节伊辛物质场的横场参数,研究人员可以在这个晶格模型上实现正常的费米液体相与所谓的“正交金属”相,并且研究它们之间的相变是如何发生的。