수비르 사흐데브

Subir Sachdev
수비르 사흐데브
태어난1961년 12월 2일
뉴델리
모교매사추세츠 공과대학교(B.S),
하버드 대학교 (Ph.D)
로 유명함양자 물질의 임계 및 위상 상태 이론
사흐데프-예-키타예프 모형
시상식
과학경력
필드응집물질이론
논문급냉금속에서의 좌절과 질서 (1985)
박사 자문위원D. R. 넬슨
웹사이트sachdev.physics.harvard.edu

수비르 사흐데브(Subir Sachdev)는 하버드 대학의 응축 물질 전문 물리학[1] 교수인 허첼 스미스(Herchel Smith)입니다. 그는 2014년에 미국 국립 과학 아카데미에 선출되었고, 2018년에 미국 물리 학회에서 Lars Onsager Prize와 ICTP에서 Dirac Medal을 받았고, 2023년에 영국 왕립 학회의 외국인 회원으로 선출되었습니다. 그는 응축 물질 물리학 연례 리뷰 2017-2019의 공동 편집자였으며 물리학 진행 보고서의 편집장입니다.

Sachdev의 연구는 양자 얽힘이 자연계의 거시적 특성에 미치는 영향을 설명합니다. 그는 양자 물질의 다양한 얽힌 상태와 양자 상전이 근처에서의 행동을 설명하는 데 광범위한 기여를 했습니다. 이러한 기여의 많은 부분은 실험, 특히 고온 초전도체의 풍부한 위상 다이어그램과 관련이 있습니다. 삭데브의 연구는 특정 실험실 물질의 양자 얽힘의 본질과 천체물리학적 블랙홀의 양자 얽힘 사이의 놀라운 연관성을 밝혀냈고, 이러한 연관성은 스티븐 호킹이 제안한 블랙홀의 엔트로피와 복사에 대한 새로운 통찰력을 이끌어냈습니다.

Sachdev는 1989-1992년 일련의 논문에서 소개된 몇 가지 주요 아이디어를 소개하면서 2차원 반강자성체에서 양자 얽힘의 특성을 연구했습니다. 그는 양자 임계 이론을 발전시켜 0이 아닌 온도의 물질에 대한 실험 관찰에 대한 의미를 설명했습니다. 이러한 맥락에서 그는 입자와 같은 여기가 없는 금속에서 복잡한 양자 얽힘의 해결 가능한 모델을 제안했습니다[4]. 이를 확장한 것을 현재 SYK(Sachdev-Ye-Kitaev) 모델이라고 합니다. 이러한 연구는 불순물 유도 장애가 있는 금속의 양자 상전이 이론과 고온 초전도를 나타내는 구리-산화물 물질을 포함하여 다양한 상관 전자 물질에 적용되는 이상한 금속에[5] 대한 보편적인 이론으로 이어졌습니다. 이들 물질의 '수도갑' 단계의 많은 수수께끼 같은 특징들도 이 이론들에 의해 해결됩니다. SYK 모델의 양자 얽힘 구조와 블랙홀 사이의 연관성은 Sachdev에[6] 의해 처음 제안되었으며, 이러한 연관성은 블랙홀의 양자 이론에 광범위한 발전을 가져왔습니다.

명예

Subir Sachdev는 이론적 응축 물질 물리학 연구에 지대한 공헌을 했습니다. 그의 주요 관심사는 양자 자기, 양자 임계, 그리고 아마도 가장 혁신적인 것은 블랙홀의 양자 얽힘의 본질과 물질의 강하게 상호 작용하는 전자 사이의 연결이었습니다.

Subir Sachdev 교수는 세계적으로 유명한 응축 물질 이론가로, 강하게 상호 작용하는 응축 물질 시스템 이론에 많은 중요한 기여를 했습니다. 그는 양자 상전이 근처의 시스템을 연구하는 선구자입니다. 그는 또한 현대 양자 물질의 물리적 특성과 다입자 상태의 양자 얽힘 특성 사이의 연결에 대한 탐구를 개척하여 양자 물질의 다양한 얽힌 상태를 설명했습니다.

수비르 사흐데브는 이론 응축 물질 물리학의 많은 분야에 선구적인 공헌을 했습니다. 특히 중요한 것은 절연체의 양자 임계 현상 이론의 발전이었습니다. 초전도체와 금속; 양자 반강자성체의 스핀-액체 상태에 대한 이론과 물질의 분수화된 상에 대한 이론; 새로운 구속 해제 상전이에 대한 연구; 준입자가 없는 양자 물질에 대한 이론; 그리고 이러한 많은 아이디어를 블랙홀 물리학의 선험적으로 관련이 없는 문제에 적용하는 것, 비페르미 액체의 구체적인 모델을 포함합니다.

양자 상전이, 양자 자기, 분수화된 스핀 액체 이론에 대한 그의 중요한 공헌과 물리학계에서의 지도력에 대해.

디랙 메달은 강하게 상호작용하는 응축 물질계 이론에 많은 중요한 공헌을 한 사흐데프 교수에게 수여되었습니다. 양자 상전이, 임계 구속 해제의 아이디어와 기존 대칭 기반의 란다우-긴스버그-윌슨 패러다임의 붕괴, 이국적인 '스핀-액체' 및 분수화 상태의 예측, 그리고 컵레이트 물질의 고온 초전도 이론에 대한 응용을 포함합니다.

Sachdev는 유한 온도와 T=0 모두에서 이러한 시스템에서 다양한 정적 및 동적 거동을 설명하는 양자 상전이 근처의 응축 물질 시스템 이론에서 획기적인 발전을 이루었습니다. 그의 책인 양자 상전이는 [14]이 분야의 기본 텍스트입니다.

직업

Sachdev는 St.에서 학교를 다녔습니다. 조셉 남자 고등학교, 방갈로르와 켄드리야 비디얄라야, ASC, 방갈로르. 그는 델리에 있는 인도 공과대학에서 1년 동안 대학을 다녔습니다. 그는 매사추세츠 공과대학교로 편입하여 물리학 학사 학위를 받았습니다. 그는 하버드 대학교에서 이론 물리학 박사 학위를 받았습니다. 그는 벨 연구소 (1985–1987)와 예일 대학교 (1987–2005)에서 전문적인 직책을 맡았고, 하버드로 돌아가기 전에 현재 허첼 스미스 물리학 교수입니다. 그는 또한 페리미터 이론 물리학 연구소의 세노버스 에너지 제임스 클러크 맥스웰 이론 물리학 석좌와 박사로 방문직을 역임했습니다. Homi J. Bhabha Tata Institute of Fundamental Research의 석좌교수[23].[citation needed] 그는 또한 2018년부터 인포시스 상을 수상하기 위해 물리 과학 심사위원으로 활동하고 있습니다.[24]

책들

  • Sachdev, Subir (7 April 2011). Quantum Phase Transitions. Cambridge University Press. ISBN 978-1-139-50021-0.
  • Hartnoll, Sean A.; Lucas, Andrew; Sachdev, Subir (16 March 2018). Holographic Quantum Matter. MIT Press. ISBN 978-0-262-34802-7.
  • Sachdev, Subir (13 April 2023). Quantum Phases of Matter. Cambridge University Press. ISBN 978-1-009-21269-4.


양자임계, 초전도체, 블랙홀

복잡한 양자 얽힘의 극단적인 예는 종종 이상한 금속이라고 불리는 준입자 여기가 없는 물질의 금속 상태에서 발생합니다. 이러한 금속은 항상 더 높은 온도의 초전도체에 존재하며, 초전도성의 가장 높은 전이 온도보다 높습니다. 이상한 금속성과 초전도성은 준입자 여기가 없는 물질의 근본적인 양자 임계 상태의 징후입니다. 놀랍게도, (탁상 실험에서 연구할 수 있는) 현대 물질의 이상한 금속의 양자 물리학과 천체 물리학의 블랙홀 근처의 양자 얽힘 사이에는 밀접한 연관성이 있습니다.

이 연관성은 이상한 금속의 정의적 특성인 준입자의 부재에 대해 더 신중하게 생각하면 가장 명확하게 알 수 있습니다. 실제로, 양자 물질의 상태를 고려할 때, 준입자의 존재를 완전히 배제하기는 어렵습니다: 특정한 섭동이 하나의 준입자 여기를 만들지 않는다는 것을 확인할 수 있지만, 비국소 연산자를 배제하는 것은 거의 불가능하며, 이 연산자는 기본 전자가 locally이 아닌 상태로 얽혀있는 이국적인 준입자를 만들 수 있습니다. 대신 양자 상전이 이론을 사용하여 사흐데브는 시스템이 일반적인 외부 섭동에 반응하여 얼마나 빨리 양자 상 일관성을 잃거나 국부적인 열 평형에 도달하는지 조사하는 것이 더 낫다고 주장했습니다[14][25]. 만약 준입자가 존재한다면, 디페이징은 여기된 준입자들이 서로 충돌하는 동안 오랜 시간이 걸릴 것입니다. 대조적으로, 준입자가 없는 상태는 순서(플랑크 상수)/(볼츠만 상수) x(절대 온도)[14] 값에 의해 아래로 경계지어지는 가능한 가장 빠른 시간에 국소 열 평형에 도달합니다. 삭데브는 이상한 금속의 풀 수 있는 모델을 제안했는데[4][26],[27] 이 모델은 양자 혼돈에 도달하는 시간에 그러한 경계를 포화시키는 것으로 나타났습니다.[28]

우리는 이제 블랙홀의 양자 이론과 연결할 수 있습니다. 일반적으로 블랙홀은 또한 열화되어 절대 온도가 블랙홀의 호킹 온도인 순서 시간(플랑크 상수)/(볼츠만 상수) x(절대 온도)[29][30]에 양자 혼돈에 도달합니다. 그리고 준입자가 없는 양자 물질과 이러한 유사성은 우연이 아닙니다. SYK 모델은 4개의 시공간 차원에서 하전 블랙홀의 저에너지 물리학에 홀로그램으로 매핑된다고 Sachdev는 주장했습니다[6]. 또한 이 연결의 핵심은 전하를 띤 블랙홀이 0 온도 한계에서 0이 아닌 엔트로피를 가지고 있다는 사실이었고, 큰 크기 한계[31] 이후에 0 온도 한계를 취할 때 SYK 모델도 마찬가지였습니다.

Sachdev와 공동 연구자들의 양자 임계에 대한 이러한 연구와 다른 관련 연구는 전자 양자 물질의 특성과 블랙홀에서 나오는 호킹 복사의 특성에 대한 귀중한 통찰력으로 이어졌습니다. 중력 이중성과 SYK 모델과 관련된 해결 가능한 모델은 고온 초전도체 및 기타 화합물에서 양자 상전이의 보다 현실적인 모델을 발견하게 했습니다. 불순물이 존재하는 금속의 양자 전이 이론의 발전은 광범위한 상관 전자 화합물에 적용되는 이상한 금속에 대한 보편적인 이론으로 이어졌습니다. 이러한 예측은[32][33] 그래핀[34][35] 및 컵레이트 초전도체에[36] 대한 실험과 연결되었습니다. SYK 모델은 4개의 시공간 차원에서 초대칭이 아닌 하전 블랙홀의 저에너지 양자 상태 밀도를 계산하는 데 핵심적인 역할을 하며,[37][38] 증발하는 블랙홀의 얽힘 엔트로피 페이지 곡선의 발전이 기반이 된 기본 해밀턴 시스템을 제공합니다.[39]

Sachdev는 또한 준입자의 부재와 함께 분수화 및 창발 게이지 필드를 특징으로 하는 임계 양자 스핀 액체 이론을 개발했습니다. 이러한 스핀 액체는 컵레이트 초전도체 이론에서 중요한 역할을 합니다.

공명 원자가 결합과 Z 양자2 스핀 액체

P.W. 앤더슨은 모트 절연체가 시간 역전 대칭을 깨지 않고 스핀 여기에 대한 에너지 갭을 가진 공명 원자가 결합(RVB) 또는 양자 스핀 액체 상태를 형성할 수 있는 반강자성을 실현할 것을 제안했습니다[40]. 이러한 RVB 상태는 분수 스핀 1/2과 같은 분수 양자수와 여기를 갖는 것으로 추측되었습니다. 이러한 RVB 기저 상태의 존재와 분수화된 여기의 비구속은 리드와 삭데브[41], 웬에[42] 의해 Z 게이지2 이론과의 연결에 의해 처음 확립되었습니다. Sachdev는 또한 RVB 상태가 홀수 Z 게이지2 이론이라는 것을 처음으로 보여주었습니다.[43][44][45] 홀수 Z2 스핀 액체는 각 격자 부위에 배경 Z 전하를2 가지고 있습니다(동등하게, Z2 게이지 플럭스(m 섹터라고도 함)와 관련된 상태의 초선택 섹터에서 x 방향과 y 방향의 변환은 서로 반-통근합니다). Sachdev는 반정수 스핀을 가진 반강자성체는 홀수 Z2 스핀 액체를 형성하고, 정수 스핀을 가진 반강자성체는 짝수 Z 스핀2 액체를 형성한다는 것을 보여주었습니다. 이 이론을 사용하여 애니온 여기의 대칭 변환에 대한 제약을 포함하여 RVB 상태의 다양한 보편적 특성을 이해했습니다. Sachdev는 또한 근사 양자 위상에 대한 제한과 양자 위상 전이의 특성을 포함하여 RVB 상태의 구속 전이에 대한 많은 결과를 얻었습니다.

Z2 양자 스핀 액체의 위상 순서(즉, 2-매니폴드의 바닥 상태 퇴화)와 애니온은 큐비트 장치에서 양자 오류 수정에 핵심적인 역할을 하는 해결 가능한 토릭 코드 모델에서 나중에 나타난 것과 동일합니다.

Z2 스핀 액체는 카고메 격자에서 스핀 모델의 접지 상태이며, 이는 상관 관계가 있는 전자 물질 및 갇힌 리드버그 원자 배열에 대한 실험과 연결되었습니다.

참고문헌

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