Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Фермионный конденсат (или Ферми-Дирак конденсат) — это сверхтекучая фаза, формирующаяся из фермионных частиц при низких температурах. Он тесно связан с конденсатом Бозе — Эйнштейна, сверхтекучей фазой, образующейся из бозонных атомов в сходных условиях. Первым идентифицированным фермионным конденсатом было состояние электронов в сверхпроводнике; физика других примеров, включая недавние исследования с фермионными атомами, аналогична. Первый атомный фермионный конденсат был создан группой под руководством Деборы С. Джин, использовавшей атомы калия-40 в Университете Колорадо в Боулдере в 2003 году.
State of matter
A fermionic condensate (or Fermi–Dirac condensate) is a superfluid phase formed by fermionic particles at low temperatures. It is closely related to the Bose–Einstein condensate, a superfluid phase formed by bosonic atoms under similar conditions. The earliest recognized fermionic condensate described the state of electrons in a superconductor; the physics of other examples including recent work with fermionic atoms is analogous. The first atomic fermionic condensate was created by a team led by Deborah S. Jin using potassium 40 atoms at the University of Colorado Boulder in 2003.
Хиральный конденсат
Хиральный конденсат — это пример фермионного конденсата, возникающего в теориях безмассовых фермионов при спонтанном нарушении хиральной симметрии, таких как теория кварков в квантовой хромодинамике.
A chiral condensate is an example of a fermionic condensate that appears in theories of massless fermions with chiral symmetry breaking, such as the theory of quarks in Quantum Chromodynamics.
Теория БКС
В теории сверхпроводимости БКШ существует фермионный конденсат. Пара электронов в металле с противоположными спинами может образовать скалярное связанное состояние, называемое парой Купера. Эти связанные состояния затем формируют конденсат. Поскольку пара Купера обладает электрическим зарядом, этот фермионный конденсат нарушает электромагнитную калибровочную симметрию сверхпроводника, что и обуславливает замечательные электромагнитные свойства этих состояний.
The BCS theory of superconductivity has a fermion condensate. A pair of electrons in a metal with opposite spins can form a scalar bound state called a Cooper pair. The bound states themselves then form a condensate. Since the Cooper pair has electric charge, this fermion condensate breaks the electromagnetic gauge symmetry of a superconductor, giving rise to the wonderful electromagnetic properties of such states.
QCD
В квантовой хромодинамике (КХД) хиральный конденсат также называют кварковым конденсатом. Это свойство вакуума КХД частично отвечает за придание массы адронам (наряду с другими конденсатами, такими как глюонный конденсат). В приближенной версии КХД, в которой массы кварков стремятся к нулю для N кварковых ароматов, существует точная хиральная SU(N) × SU(N) симметрия теории. Вакуум КХД самопроизвольно нарушает эту симметрию до SU(N) посредством формирования кваркового конденсата. Существование такого фермионного конденсата впервые было явно показано в решётчатой формулировке КХД. Кварковый конденсат, таким образом, является параметром порядка фазовых переходов между различными фазами кварковой материи в этом пределе. Это очень похоже на теорию сверхпроводимости БКШ. Пары Купера аналогичны псевдоскалярным мезонам. Однако вакуум не имеет заряда. Следовательно, все калибровочные симметрии остаются не нарушенными. Поправки, учитывающие массы кварков, могут быть введены с использованием хиральной теории возмущений.
In quantum chromodynamics (QCD) the chiral condensate is also called the quark condensate. This property of the QCD vacuum is partly responsible for giving masses to hadrons (along with other condensates like the gluon condensate). In an approximate version of QCD, which has vanishing quark masses for N quark flavours, there is an exact chiral SU(N) × SU(N) symmetry of the theory. The QCD vacuum breaks this symmetry to SU(N) by forming a quark condensate. The existence of such a fermion condensate was first shown explicitly in the lattice formulation of QCD. The quark condensate is therefore an order parameter of transitions between several phases of quark matter in this limit. This is very similar to the BCS theory of superconductivity. The Cooper pairs are analogous to the pseudoscalar mesons. However, the vacuum carries no charge. Hence all the gauge symmetries are unbroken. Corrections for the masses of the quarks can be incorporated using chiral perturbation theory.
Сверхжидкость гелия-3
Атом гелия-3 является фермионом, и при очень низких температурах он образует пары Купера из двух атомов, которые являются бозонами и конденсируются в сверхтекучую фазу. Эти пары Купера значительно превышают расстояние между атомами.
A helium 3 atom is a fermion and at very low temperatures, they form two atom Cooper pairs which are bosonic and condense into a superfluid. These Cooper pairs are substantially larger than the interatomic separation.