О возможности одновременного спирального и сверхтекучего упорядочения в ферми-жидкости

Abstract

Исследован один из возможных видов упорядочения ферми-систем — сверхтекучее спиральное упорядочение, когда помимо фазовой инвариантности состояния нарушена трансляционная инвариантность и инвариантность по отношению к поворотам спинов. Сформулирован общий метод изучения сверхтекучего спирального упорядочения на основе фермижидкостного подхода к описанию сверхтекучих состояний. Для однокомпонентной ферми-системы получены уравнения самосогласования для четырех параметров порядка и температуры одновременного фазового перехода в сверхтекучее и спиральное состояния. Система уравнений исследована в случае, когда отличны от нуля два параметра порядка. Аналитически и численно получены зависимости температуры перехода и энергетической щели в спектре элементарных фермионных возбуждений от параметра спирали. Определена область значений параметра спирали, в которой спиральное сверхтекучее упорядочение может существовать. Исследована корреляционная функция спинов при спиральном упорядочении.

Досліджено один з можливих видів упорядкування фермі-систем — надплинне спіральне впорядкування, коли поряд з фазовою інваріантністю стану порушено трансляційну інвар іантність та інваріантність відносно до обертань спінів. Сформульовано загальний метод дослідження надплинного спірального впорядкування на основі фермірідинного підходу до опису надплинних станів. Для однокомпонентної фермі-системи отримано рівняння самоузгодження для чотирьох параметрів порядку та температури одночасного фазового переходу до надплинного та спірального станів. Систему рівнянь досліджено у випадку, коли відмінними від нуля є два параметри порядку. Аналітично та чисельно отримані залежності температури переходу та енергетичної щілини в спектрі елементарних ферміонних збуджень від параметра спіралі. Знайдено область значень параметра спіралі, в якій спіральне надплинне впорядкування може існувати. Досліджено кореляційну функцію спінів при спіральному впорядкуванні.

The paper concerns a particular possibility of ordering for Fermi systems — a superfluid spiral ordering, at which in addition to the phase invariance breakdown there occurs a violence of the translational and the spin rotation invariance. A general approach of studying of the superfluid spiral ordering is formulated on the basis of the Fermi liquid method. For a monocomponent Fermi system self-consistency equations for four order parameters and the temperature of simultaneous transition to spiral and superfluid states are obtained. The system of equations is studied under the assumption of two order parameters being distinct from zero. The spiral parameter dependences of the transition temperature and the energy gap in the spectrum of elementary fermion excitations are calculated. An interval of the spiral parameter values within which the superfluid spiral ordering can exist is determined. The spin correlation function at the spiral ordering is studied.

Исследован один из возможных видов упорядочения ферми-систем — сверхтекучее спиральное упорядочение, когда помимо фазовой инвариантности состояния нарушена трансляционная инвариантность и инвариантность по отношению к поворотам спинов. Сформулирован общий метод изучения сверхтекучего спирального упорядочения на основе фермижидкостного подхода к описанию сверхтекучих состояний. Для однокомпонентной ферми-системы получены уравнения самосогласования для четырех параметров порядка и температуры одновременного фазового перехода в сверхтекучее и спиральное состояния. Система уравнений исследована в случае, когда отличны от нуля два параметра порядка. Аналитически и численно получены зависимости температуры перехода и энергетической щели в спектре элементарных фермионных возбуждений от параметра спирали. Определена область значений параметра спирали, в которой спиральное сверхтекучее упорядочение может существовать. Исследована корреляционная функция спинов при спиральном упорядочении.