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《相对论金兹堡-朗道方程》正式发表在Physics Letters A

已有 1738 次阅读 2020-6-4 10:41 |系统分类:科研笔记

笔者自2015年开始进入凝聚态超导领域,尝试寻找基本的物理结构,从欠掺杂材料到过掺杂材料,从发现唯象的物理定律到发现凝聚态中的相对论物理方程,堪堪回首,世事浮华,尽归博文《感受爱因斯坦的快乐:十八年圆梦》。

最早的唯象物理定律于2016年发表在Nature旗下的Scientific Reports [1],这是笔者在超导领域的第一篇论文,其中有着很好的物理洞见,但也有理论上的缺陷。理论被完善之后的版本于2017年发表在欧洲的综合物理期刊Europhysics letters [2]。相隔一年之后,笔者注意到自己在论文[2]中提出的方程所给出的理论结果与实验测量值高精度吻合,从而意识到这个方程可能是一个基本物理方程。熟悉量子力学的朋友都知道单电子的相对论方程是狄拉克方程,但是两个电子形成的“双电子”(库珀电子对)的相对论方程是什么呢?

恐怕之前还没有答案。

简单来说,笔者在论文[2]中给出了库珀电子对在绝对零度附近的运动方程,并且它是一个没有任何唯象参数的相对论方程。

知道论文[2]的真实意义之后,笔者开始向超导学界解释自己的方程给出与实验测量吻合的结果,并得到一部分凝聚态物理学者的支持,从而相继在主流超导期刊Journal of Superconductivity and Novel Magnetism发表了两篇非常关键的论文[3][4],特别是论文[4]给出了笔者方程的基本分析框架,见博文:2020年发表的第一篇论文

为了不引起一些学者的反感,笔者在论文[3][4]中并未正式提到“相对论基本方程”的字眼,而只是就实验和理论的吻合就事论事。可谓是“犹抱琵琶半遮面”,只希望尽快发表。因为笔者发现的是相对论基本方程,场量子化之后可以给出大量的理论预言,所以只盼论文[3][4]发表之后再正式推出“相对论方程”的提法。

论文[4]发表之后不久,笔者将相对论方程进行场量子化,并算到二阶微扰,从而给出一个新的理论预言:过掺杂超导薄膜中相变温度和零温关联长度符合一个标度关系:

 图1.png

新的理论结果(1)被笔者投稿到主流老牌物理期刊Physics Letters A,并将论文题目取为《相对论金兹堡-朗道方程》,从而为自己的方程正式命名。由于笔者方程之前的理论预言与实验高精度吻合,所以新的论文很快通过了3位审稿人的审查,并于今天正式发表[5]

论文[5]投稿Physics Letters A的原因是笔者想起超导“约瑟夫森效应”的理论预言就是发表在这个期刊(1962年)[6],并很快得到实验验证,从而获得1973年诺贝尔物理奖。笔者这篇论文也是理论预言,看是否可以如“约瑟夫森效应”那般幸运被实验验证。

不过,Physics Letters A的一位审稿人也指出著名的BKT相变理论给出了一个稍微不同于笔者结果的预言:

 图2.png

对比方程(1)和(2)的指数1.311,两者之间只有0.31的差异,见表1

图3.png

BKT理论于2016年获得诺贝尔物理学奖(Michael Kosterlitz David Thouless两位学者因为这个理论获奖)。那么笔者的相对论方程和BKT理论哪个在此给出更正确的结果呢?且看将来的实验检验。

对笔者论文感兴趣可见:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S037596012030503X

 

 

 

 

参考文献:

 

[1]. Yong Tao, Scaling Laws for Thin Films near the Superconducting-to-Insulating Transition. Scientific Reports 6 (2016) 23863

[2]. Yong Tao, BCS quantum critical phenomena. Europhysics Letters 118 (2017) 57007

[3]. Yong Tao, Parabolic Scaling in Overdoped Cuprate Films. Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 32 (2019) 3773-3777

[4]. Yong Tao, Parabolic scaling in overdoped cuprate: a statistical field theory approach. Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 33 (2020) 1329-1337

[5]. Yong Tao, Relativistic Ginzburg–Landau equation: An investigation for overdoped cuprate films. Physics Letters A (2020):

https://doi.org/10.1016/j.physleta.2020.126636

[6]. B. D. Josephson, Possible new effects in superconductive tunnelling. Physics Letters 1 (1962) 251-253




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