Transizione di Kosterlitz-Thouless: differenze tra le versioni
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*J. M. Kosterlitz & D. J. Thouless, "[http:// |
*J. M. Kosterlitz & D. J. Thouless, "[http://doai.io/10.1088/0022-3719/6/7/010 Ordering, metastability and phase transitions in two-dimensional systems]", Journal of Physics C: Solid State Physics, Vol. 6 pages 1181-1203 (1973) |
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* Z. Hadzibabic et al.: "[http://doai.io/10.1038/nature04851 Berezinskii–Kosterlitz–Thouless crossover in a trapped atomic gas]", [http://dx.doi.org/10.1038/nature04851 Nature '''441''', 1118 (2006)] |
* Z. Hadzibabic et al.: "[http://doai.io/10.1038/nature04851 Berezinskii–Kosterlitz–Thouless crossover in a trapped atomic gas]", [http://dx.doi.org/10.1038/nature04851 Nature '''441''', 1118 (2006)] |
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Versione delle 22:53, 2 giu 2016
La transizione di Kosterlitz-Thouless, o anche transizione di Berezinsky-Kosterlitz-Thouless, è una transizione di fase speciale che si osserva nel modello XY per sistemi di spin interagenti in due dimensioni. Il modello XY è un modello di spin bidimensionale che possiede una simmetria U(1) o circolare, in cui ad ogni punto dello spazio o ad ogni nodo del reticolo è associata una variabile di tipo angolo, cioè periodica in . Una possibile funzione di partizione che gode di questa simmetria è:
dove la sommatoria è estesa a tutti i link del reticolo. A causa del teorema di Mermin-Wagner questo sistema non ammette alcune transizione di fase del tipo ordine-disordine con associata la formazione dei bosoni di Goldstone. Tuttavia nonostante questo il sistema è caratterizzato dalla presenza di alcuni valori delle costanti di accoppiamento in cui la lunghezza di correlazione è infinita.
La transizione prende il nome dei suoi scopritori, John M. Kosterlitz, David J. Thouless, e Vadim L'vovich Berezinskiĭ (Вади́м Льво́вич Берези́нский).
Il ruolo dei vortici
Nel modello XY in due dimensioni, i vortici sono configurazioni topologicamente stabili, dato che il gruppo U(1) non è semplicemente connesso. Un vortice presente in questo sistema non può essere distrutto dalle fluttuazioni termiche o quantistiche e lo studio di queste fluttuazioni deve essere fatto invece sviluppandole intorno alle configurazioni vorticose. È stato dimostrato che nella fase ad alta temperatura, caratterizzata da una lunghezza di correlazione che decade esponenzialmente, la presenza di vortici liberi è termodinamicamente favorito. Al di sotto di una certa temperatura critica il sistema è invece caratterizzato da una correlazione che decade con una legge a potenza, determinata dalla condensazione di vortici in coppie di vorticosità opposta, analogamente a quanto accade per un gas di elettroni in uno spazio bidimensionale.
Bibliografia
- H. Kleinert, Gauge Fields in Condensed Matter, Vol. I, " SUPERFLOW AND VORTEX LINES", pp. 1–742, World Scientific (Singapore, 1989); Paperback ISBN 9971-5-0210-0 (also available online: Vol. I. Read pp. 618–688);
- H. Kleinert, Multivalued Fields in Condensed Matter, Electrodynamics, and Gravitation, World Scientific (Singapore, 2008) (also available online: here)
Collegamenti esterni
- J. M. Kosterlitz & D. J. Thouless, "Ordering, metastability and phase transitions in two-dimensional systems", Journal of Physics C: Solid State Physics, Vol. 6 pages 1181-1203 (1973)
- Z. Hadzibabic et al.: "Berezinskii–Kosterlitz–Thouless crossover in a trapped atomic gas", Nature 441, 1118 (2006)