name: Киральный недиссипативный транспорт в квантовых теориях поля и в системах с индуцированной релятивистской инвариантностью
keyword_list: топологические полуметаллы аномальный транспорт квантовая теория поля
abstract: Диссертационная работа Абрамчука Р.А. посвящена исследованию стационарных киральных эффектов в квантовой теории поля и в моделях физики конденсированного состояния. Киральные эффекты наблюдаются в системах с безмассовыми фермионами, от физики высоких энергий (кварк-глюонная плазма, компактные звезды), до физики твердого тела (топологические полуметаллы), и их исследование вызывает огромный  интерес. В частности, исследование киральных эффектов создает  уникальную возможность проверки теоретических результатов, полученных в рамках квантовой теории поля, в экспериментах физики твердого тела.
  	В диссертационной работе Абрамчука Р.А. рассмотрены несколько задач квантовой теории поля и физики конденсированных сред (с применением методов квантовой теории поля).  Основные результаты следующие. 
  1. Предложен новый механизм возникновения отрицательного магнитосопротивления в топологических полуметаллах, основанный на хорошо известном в квантовой теории поля эффекте Швингеровского рождения пар. Этот механизм предложен как альтернатива механизму, основанному на киральном магнитном эффекте.
  2. Впервые исследован эффект разделения киральностей в системах с высшими спинами. Полученный результат о связи между топологическим инвариантном в импульсном пространстве, спектром свободной системы фермионов и асимметрией спектра деформированной теории представляется весьма интересным результатом с точки зрения исследования топологии импульсного пространства в квантовой теории поля.
  3. Также впервые рассмотрен киральный вихревой эффект в системе релятивистских фермионов с явным образом определёнными инфракрасными свойствами. Киральный вихревой эффект исследован в ограниченной системе однородно вращающихся фермионов. Впервые вычислена зависимость плотности аксиального тока от расстояния до оси вращения. 
  	Исследование этих задач, тесно связанных с проблемами, упомянутыми  выше, безусловно делает тему диссертации важной и актуальной.
  	Во введении сделан обзор известных киральных эффектов   — разделительного, вихревого, магнитного, и обзор  исследований этих явлений в физике твёрдого тела и в квантовой теории поля.  Обсуждается проблема инфракрасных расходимостей, а также проблема граничных условий, возникающая в случае вихревого кирального эффекта. Подробно описаны методы исследования топологии импульсного пространства, которые используются в диссертации. Сформулированы цель диссертационной работы и задачи, которые решаются в диссертации, дан краткий обзор работы,  перечислены результаты, выносимые на защиту. 
  	В Главе 2 дано краткое введение в эффективное описание квазичастиц проводимости в дираковских и вейлевских полуметаллах. Затем предложен механизм возникновения отрицательного магнитосопротивления на основе Швингеровского рождения пар во внешнем электромагнитном поле.   Предложенный в этой главе механизм является альтернативой киральному магнитному эффекту. Он обусловлен наличием дополнительных переносчиков заряда, которые создают диссипативный электрический ток. Полученная поправка к проводимости демонстрирует новый тип зависимости от магнитного поля и зависит также от электрического поля.  Эта поправка при любых значениях магнитного поля остаётся конечной и складывается с омической проводимостью температурных электронов. Отметим, что задача о Швингеровском рождении пар  в случае безмассовых фермионов была решена впервые. При решении этой задачи было найдено новое решение проблемы нормировки вероятности отражения и вероятности рождения. 
  	Глава 3 посвящена исследованию кирального разделительного эффекта в случае безмассовых заряженных фермионов со спином 3/2. Рассматриваются  модель полуметалла Рариты-Швингера-Вейля и теория поля Рариты-Швингера-Адлера. Помимо вычисления аксиального тока при ненулевых значениях химического потенциала, температуры и внешнего однородного магнитного поля, в этой главе сделан акцент на топологию импульсного пространства и связь  эффекта разделения киральностей с топологическими инвариантами в импульсном пространстве системы. Тщательное исследование эффекта в относительно простой модели полуметалла позволило сформулировать эвристическое соотношение, объясняющее структуру эффекта в случае квантовой теории поля, в которой независимость результата от упрощающих вычисления предположений, вообще говоря, не доказана.
  	В Главе 4 исследована задача о киральном вихревом эффекте в однородно вращающейся системе невзаимодействующих дираковских фермионов. В отличие от многих работ других авторов, посвящённых этому эффекту, задача поставлена математически корректно посредством явного рассмотрения удалённой от оси вращения области пространства — наложения граничных условий на цилиндрической границе достаточно малого радиуса, чтобы скорость движения точек системы нигде не превышала скорости света. 
  	Рассмотрены граничные условия типа “MIT мешка“, полностью найден спектр системы. В частности, показано, что вакуум вращающейся системы совпадает с вакуумом покоящейся системы, что закрывает вопрос о «вакуумном вкладе» в эффект, пропорциональном третьей степени угловой скорости. Пространственное распределение плотности аксиального тока в системе и его зависимость от температуры, химического потенциала фермионов, дираковской массы, исследованы численно, получены новые результаты в хорошо регуляризованной теории. В частности, были найдены осцилляции аксиального тока в зависимости от химического потенциала, что характерно только для конечноразмерных систем. Проверена возможность построения аналогии между киральными вихревым и разделительным эффектами. 
  	В Заключении перечисляются результаты работы, формулируются и обсуждаются некоторые остающиеся открытыми вопросы в исследованиях кирального транспорта, а также перспективы применимости использованных в данной работе методов исследования к изучению свойств квантовых материалов.
chairman_dissertation_council.name: Александр
chairman_dissertation_council.surname: Горский
chairman_dissertation_council.patronymic: Сергеевич
chairman_dissertation_council.position: Профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
chairman_dissertation_council.rank: Отсутствует
chairman_dissertation_council.wos_research_id: I-7322-2017
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 56243552200
chairman_dissertation_council.rinc_id: 12142
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Виталий
organization_supervisor.surname: Баган
organization_supervisor.patronymic: Анатольевич
organization_supervisor.position: Проректор по научной работе
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 29.19.31
rubrics.name: Полупроводники
rubrics.code: 29.05.23
rubrics.name: Релятивистская квантовая теория. Квантовая теория поля
oecds.code: 01.03.UK
oecds.name: PHYSICS, CONDENSED MATTER
oecds.code: 01.03.UP
oecds.name: PHYSICS, PARTICLES & FIELDS
speciality_codes.name: Теоретическая физика
speciality_codes.code: 01.04.02
supervisors.fio: Зубков М.А.
supervisors.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Теоретическая физика
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
protection_organization.short_name: МФТИ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)"
protection_organization.ogrn: 1027739386135
protection_organization.supervisor_name: ДМИТРИЙ
protection_organization.supervisor_surname: ЛИВАНОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: ВИКТОРОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: МФТИ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)"
author_organization.ogrn: 1027739386135
author_organization.supervisor_name: ДМИТРИЙ
author_organization.supervisor_surname: ЛИВАНОВ
author_organization.supervisor_patronymic: ВИКТОРОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения