Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау


Российской академии наук

Семинары на ученом совете ИТФ им. Л.Д. Ландау

Superconductivity that breaks time-reversal symmetry and its experimental manifestations

28 сентября в 11:30

Victor Yakovenko (University of Maryland)

Since 2006, it has been found experimentally that superconductivity spontaneously breaks time-reversal symmetry (TRS) in certain materials, such as Sr2RuO4, UPt3, URu2Si2, and Bi/Ni bilayers. In the latter case, we argue that the superconducting order parameter has the winding number of +-2 around the Fermi surface, thus making Bi/Ni bilayers a rare example of intrinsic 2D topological superconductivity [1]. The experimental evidence for TRS breaking comes from the polar Kerr effect, which is rotation of polarization of normally incident light upon reflection from the sample. Theoretical studies indicate that this effect is possible only if a superconductor has more than one band. To clarify these conditions, we study a model of chiral TRS-breaking superconductivity on the honeycomb lattice [2]. We consider superconducting pairing on the neighboring sites belonging to different sublattices. The matrix of this superconducting pairing is non-unitary and does not commute with the normal-state Hamiltonian. We find that the latter condition is necessary for experimental manifestations of the TRS breaking. We show that such superconducting pairing generates persistent loop currents around each lattice site and opens a topological mass gap at the Dirac points with the corresponding chiral edge states, as in Haldane's model of the quantum anomalous Hall effect. We calculate the intrinsic ac Hall conductivity in the absence of an external magnetic field, which determines the polar Kerr effect, and show that it is proportional to the loop-current order parameter.
[1] X. Gong, M. Kargarian, A. Stern, D. Yue, H. Zhou, X. Jin, V. M. Galitski, V. M. Yakovenko, and J. Xia, Science Advances 3, e1602579 (2017), arXiv:1609.08538
[2] P. M. R. Brydon, D. S. L. Abergel, D. F. Agterberg, and V. M. Yakovenko, arXiv:1802.02280

Irreversible Markov chains: From the TASEP to all-atom Coulomb computations

28 сентября в 15:00

Werner Krauth, Ecole normale supérieure, Paris (France)

The Markov chain Monte Carlo method traditionally consists in exploring large configuration spaces using a reversible random walk where moves are accepted or rejected based on an energy criterion. In this talk, I will present recent progress on irreversible Markov chains that challenge this picture. In one-dimensional particle systems, the new algorithms are related to the TASEP (totally asymmetric simple exclusion model). We can rigorously prove that they mix on much shorter time scales than the reversible Metropolis algorithms. I will then show how these algorithms sample the Boltzmann distribution (and thus explore configuration space) without computing the energy. In long-range interacting systems, where the computation of the energy is time-consuming, this provides a key advantage for the new method. For locally charge-neutral systems in three dimensions, we obtain a highly efficient algorithm, of N log N complexity in the number N of particles. I discuss the main paradox of this method: How is it possible to sample the Boltzmann distribution without computing the energy, and then review some recent successes as well as prospects and challenges for irreversible Markov chains in statistical physics.
References:
S. C. Kapfer, W. Krauth, Physical Review Letters 119, 240603 (2017)
Z. Lei, W. Krauth, arXiv:1806.06786 (2018)
M. F. Faulkner, L. Qin, A. C. Maggs, W. Krauth, arXiv:1804.05795 (2018)

Colloquium: Quantum electrodynamics of heavy ions and atoms

5 октября в 11:30

Владимир Моисеевич Шабаев (физфак СПбГУ)

The present status of the QED theory of heavy ions and atoms is reviewed. The theoretical predictions for the Lamb shifts, the hyperfine splittings, and the bound-electron g factors of highly charged few-electron ions are compared with available experimental data. Special attention is paid to tests of QED at strong-coupling regime and determination of fundamental constants. The current status of studying the parity nonconservation effects with heavy atoms is also reported. Recent results on the charge-transfer and pair-creation probabilities in low-energy heavy-ion collisions are presented. Prospects for tests of QED at supercritical fields are discussed.

Новые результаты для представления свободными полями теории Весс-Зумино-Виттена, связанной с супергруппой GL(1|1)

12 октября в 11:30

М.Ю. Лашкевич

Теория Весса—Зумино—Виттена, связанная с супергруппой GL(1|1), обладает интересными особенностями. С одной стороны, ее структура сравнительно проста, а с другой она представляет собой пример логарифмической теории, то есть конформной теории поля, в которой у некоторых полей корреляционные функции логарифмически зависят от расстояний. В этой теории спектр конформных размерностей локальных операторов непрерывный, и логарифмические операторы возникают в специальных вырожденных точках, включая точки, отвечающие нулевой размерности. Представление свободными полями дает эффективный метод исследования моделей конформной теории поля, и в GL(1|1)-теории она кажется довольно простой и хорошо разобранной в предыдущих работах. В то же время, на мой взгляд, не все возможности этого представления были использованы. В данной работе, помимо более подробного вычисления структурных констант, были изучены матрицы слияния и сплетания для конформных блоков. Показано, что вблизи вырожденных точек, отвечающих логарифмическим полям, можно выбрать базис конформных блоков, разрешающий вырождение. Я показываю, как этот базис связан с логарифмическими операторами теории.

TBA (коллоквиум)

16 ноября в 11:30

Константин Постнов (ГАИШ МГУ)

Семинары проходят по пятницам в конференц-зале Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау, начало в 11:30. Адрес: Черноголовка, МО, просп. Академика Семенова, д. 1-A

Наши коллеги из других институтов могут подписаться на рассылку и получать объявления о семинарах ИТФ. По вопросам работы семинара обращайтесь к ученому секретарю Сергею Александровичу Крашакову.