تحصيلات تکميلي

نام و نام خانوادگي : رضا افضلي

دانشكده : علوم

استاد راهنما : دکتر محمدعلي شاهزمانيان

تاريخ دفاع : 27/11/82

رشته و گرايش : فيزيک-حالت جامد

استاد مشاور : -

برخي خواص ترابري و مغناطيسي سيستم هاي فرمي: فاز A1 ابر شاره هليوم سه و ابررساناي FFLO

چكيده

برخي خواص ترابري و مغناطيسي سيستم هاي فرمي را مورد بررسي قرار مي دهيم. يکي از سيستم هاي فرمي مورد بررسي ابر شاره هليوم سه فاز A1 است. اين فاز ترکيبي از ابرشاره وشاره عادي است كه شبه ذرات بوگليوبف با اسپين بالا ، ابرشاره و شبه ذرات عادي با اسپين پايين ، شاره عادي را تشکيل مي دهند. اندرکنش بين شبه ذرات عادي و بوگليوبف ، بوگليوبف- بوگليوبف و عادي-عادي در فرآيند هاي دو تايي ، تباهي و در هم آميختگي را به حساب مي آوريم . احتمال هاي گذار در حالت کلي را به دست مي آوريم و سپس براي حالت هاي حدي نزديک دماي بحراني و دماهاي پايين آنها را محاسبه مي كنيم. نشان مي دهيم پراکندگي بين شبه ذرات بوگليوبف و عادي نقش مهمي در فاز A1ابر شاره هليوم سه در هر دو محدوده دمايي نزديک دماي گذار و دماهاي پايين دارند و متمايز از بقيه اندرکنش ها هستند. در ضمن نشان مي دهيم در دما هاي پايين اندرکنش بين شبه ذرات بوگليوبف در مقابل ساير اندرکنش ها قابل چشم پوشي است. همچنين از بسط عام دامنه هاي پراکندگي شبه ذره يک تايي و سه تايي استفاده مي کنيم و نشان مي دهيم رهيافت پفيتزنر نتايج بهتري نسبت به تقريب s-p به دست مي دهد. از طريق اين بسط ، علاوه بر اندرکنش برهنه بين شبه ذرات ، سهم موج هاي جزئي مرتبه هاي بالاتر نيز به حساب مي آيند. معادله بولتزمن نيمه کوانتمي را براي محدوده دمايي نزديک دماي بحراني و دماهاي پايين حل مي كنيم. مؤلفه هاي تانسور چسبندگي برشي را در فشار ثابت (فشار تبخير) و ميدان مغناطيسي قوي در محدوده دمايي نزديک دماي بحراني و دماهاي پايين وراي تقريب s-p محاسبه مي کنيم. نشان مي دهيم همه مؤلفه هاي تانسور چسبندگي برشي ، ،ابر شاره هليوم سه فاز A1 در نزديک دماي بحراني متناسب با  و در دماهاي پايين متناسب با هستند و ثابت هاي تناسب با نتايج تجربي توافق خوبي دارند. در ضمن در دماهاي پايين نتيجه مي گيريم که مؤلفه هاي ابرشاره ، و به ترتيب وابستگي دمايي ، و دارند و آنها نسبت به مؤلفة عادي قابل چشم پوشي هستند. همچنين آهنگ واهلش شبه ذره بوگليوبف و شبه ذره عادي را محاسبه مي كنيم كه آنها متناسب با هستند ولي اختلاف کمي بين پيش ضريب آن دو وجود دارد. با استفاده از آهنگ واهلش و رهيافت معادله بولتزمن در فضاي اندازه حرکت كه شامل انتگرال برخورد ورودي و خروجي است ، مجددأ مؤلفه هاي را با اين رهيافت محاسبه مي كنيم. سازگاري بين دو رهيافت در نتايج به دست آمده بيانگر اين واقعيت است كه تناسب دمايي آهنگ واهلش واقعأ به صورت است.

سيستم فرمي ديگري که در اين پايان نامه مورد بررسي قرار مي دهيم ابررساناي فولده- فريل- لارکين- اوچينيکوف (FFLO) است. پارامتر نظم اين ابر رسانا را با فازي که تابعي نوساني نسبت به مکان است در نظر مي گيريم. ابررساناي FFLO را با تابع گاف گره دار موج شبه دو بعدي d در نظر مي گيريم. معادلات گركف تعميم يافته و سپس توابع گرين را در حضور ميدان مغناطيسي قوي سازنده FFLO و ميدان مغناطيسي ضعيف خارجي به دست مي‌آوريم . با استفاده از توابع گرين ، كرنل پاسخ خطي به ميدان مغناطيسي ضعيف خارجي را در حضور اثرات غيرموضعي محاسبه مي‌كنيم. اين كرنل جمله‌اي اضافي متناسب با اندازه حركت زوج‌هاي كوپر FFLO، Q، دارد. عمق نفوذ مغناطيسي ابررساناهاي FFLO را با موج در حضور اثرات غيرموضعي محاسبه مي‌كنيم. براي تابع گاف متناسب با و دماهاي زير دماي ، به ترتيب براي مرز انعكاسي آينه‌اي و پخشي متناسب با و هستند. اين تابعيت دمايي عمق نفوذ ، راه جديدي را براي شناسايي ابررسانا هاي FFLO باز مي کند چون ابررسانا هاي باردين-كوپر-شريفر (BCS) در اين شرايط تابعيت دمايي دارند. همچنين با اندازه گيري عمق نفوذ مي توان اطلاعاتي در مورد ميدان مغناطيسي قوي سازنده FFLO به دست آورد.