Università Cattolica del
Sacro Cuore – Sede di Brescia
Dynamical Mean-Field Theory
per analfabeti
Dr. Massimo Capone
Dynamical Mean-Field Theory
per analfabeti
Abstract
I metodi basati sulla teoria a bande dei solidi ci
permettono di studiare in modo accurato la maggior parte dei materiali
"convenzionali", quali metalli, semiconduttori, isolanti di banda.
Negli
ultimi decenni è emerso il ruolo centrale di materiali fortemente correlati, in
cui le interazioni tra gli elettroni sono così forti da indurre transizioni di
fase e ad impedire una descrizione in termini della teoria a bande. I più noti
tra questi materiali sono indubbiamente i superconduttori ad alta temperatura
critica, ma la famiglia comprende anche le manganiti a magnetoresistenza
colossale e molti composti di grande interesse anche applicativo.
La Dynamical Mean-Field Theory (DMFT, Teoria di Campo Medio Dinamico) è un metodo
teorico costruito proprio per descrivere le proprietà di questi sistemi ed in
particolare gli effetti derivanti dalle interazioni tra gli elettroni
(correlazioni elettroniche). Il metodo parte da una generalizzazione al mondo
quantistico delle teorie classiche di campo medio e permette di studiare sia
modelli idealizzati, come il modello di Hubbard, che
solidi realistici, come i superconduttori ad alta Tc.
Abstract
La comprensione delle proprietà dei
superconduttori ad alta temperatura critica rappresenta ancora oggi il Sacro
Graal della fisica della materia condensata. Il diagramma di fase di questi
materiali è caratterizzato dalla competizione tra una fase antiferromagnetica
isolante e la fase superconduttiva e dalla presenza della cosiddetta "pseudogap", una riduzione di peso spettrale analoga
alla gap superconduttiva presente al di sopra della temperatura critica, quando
il sistema non è superconduttivo.
Utilizzando la DMFT e sue estensioni, diversi
gruppi hanno collaborato a riprodurre il diagramma delle fasi sperimentale
nell'ambito di modelli semplificati in due dimensioni, come suggerito dal
carattere altamente anisotropico della struttura
cristallina. Discuteremo questi risultati e lo stato di avanzamento della
ricerca, con particolare attenzione alla natura dello stato con pseudogap e alla competizione tra superconduttività e
magnetismo.