別列津斯基-科斯特利茨-索利斯相變（英語：Berezinskii–Kosterlitz–Thouless transition，又稱BKT相變、科斯特利茨-索利斯相變及KT相變）是二維（2D）XY模型中的一種相變。
基本介紹
- 中文名：別列津斯基-科斯特利茨-索利斯相變
- 外文名：Berezinskii–Kosterlitz–Thouless transition
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簡介
別列津斯基-科斯特利茨-索利斯相變（英語：Berezinskii–Kosterlitz–Thouless transition，又稱BKT相變、科斯特利茨-索利斯相變及KT相變）是二維（2D）XY模型中的一種相變。它是指超過某一臨界溫度時，系統中的渦旋-反渦旋束縛態融化成為不成對的渦旋和反渦旋的相變。這種相變是以凝聚態物理學家瓦季姆·別列津斯基、約翰·科斯特利茨和戴維·索利斯命名的。BKT相變在凝聚態物理學中多個可用XY模型作近似的系統中出現，例如約瑟夫森接面陣列和薄無序超導顆粒膜。這個詞最近還被研究二維超導絕緣體相變的社群套用，用於把庫珀對釘在絕緣區，能夠這樣做是因為超導中的這一相變與BKT相變有相似的地方。
約瑟夫森效應
約瑟夫森效應（英語：Josephson effect）是一種橫跨約瑟夫森結的超電流現象。約瑟夫森結由二個互相微弱連線的超導體組成，而這個微弱連結的組成結構可以是一個薄的絕緣層（稱為超導體–絕緣體–超導體接面，簡稱S-I-S），一小段非超導金屬（簡稱S-N-S），或者是可弱化接觸點超導性的狹窄部分（簡稱S-s-S）。
約瑟夫森效應是巨觀量子效應的一種體現。它以英國物理學家布賴恩·約瑟夫森命名，這位物理學家在1962年提出了弱連結上的電流與電壓關係式。直流約瑟夫森效應在1962年之前已經在實驗中被發現，但是當時被認為是“超短路”（super-shorts）或者是絕緣層的破損導致超導體之間電子的傳遞。第一篇宣稱發現約瑟夫森效應的實驗論文是由菲利普·安德森和約翰·羅威爾所發表。這篇論文的作者們因此獲得專利，該專利從未被強制執行、但也從未被挑戰。
在約瑟夫森的預測之前，人們僅知道非超導狀態的的電子可以藉由量子隧穿效應流過絕緣層。約瑟夫森首次預測了超導狀態下庫柏對的隧穿現象，也因此獲得了1973年諾貝爾物理學獎。約瑟夫森結在量子線路當中有許多重要的套用，例如超導量子干涉儀（SQUIDs）、超導量子計算以及快速單磁通量子（RSFQ）數字電子設備等。美國國家標準技術研究所對於1伏特的標準是由19,000個串連的約瑟夫森結陣列所達成的。
凝聚態物理學
晶體學、冶金學、彈性力學以及磁學等等起初是各自獨立的學科領域。這些學科在二十世紀四十年代被物理學家統合為固體物理學。時間進入二十世紀六十年代後，有關液體物理性質的研究也被納入其中，形成凝聚態物理學這一新學科。據物理學家菲利普·安德森所述，術語“凝聚態物理學”是他和福爾克爾·海涅首創。1967年，他們把位於卡文迪許實驗室的研究組名稱由“固體理論”改為“凝聚態理論”。二人覺得原來的名稱並沒有涵蓋液體及核物質等方面研究。但是，“凝聚態”這一術語此前已在歐洲學界出現，只是由他們普及而已。較為著名的例子是施普林格公司於1963年創建的期刊《凝聚態物理學》（英語：Physics of Condensed Matter）。二十世紀六、七十年代的資金環境以及各國政府採取的冷戰政策促使相關領域物理學家接納了“凝聚態物理學”這一術語。他們認為這一術語相對於“固體物理學”而言更為突出了固體、液體、電漿以及其他複雜物質研究之間的共通性。這些研究與金屬和半導體在工業上的套用息息相關。貝爾實驗室是最早開展凝聚態物理學研究項目的研究機構之一。
“凝聚態”這一術語在更早的文獻中即已出現。例如，在1947年出版的由雅科夫·弗倫克爾撰寫的專著《液體動力學理論》（英語：Kinetic theory of liquids）的緒論中，他提出：“液體動力學理論日後也將發展為固體動力學理論的推廣與延伸。實際上，更為正確的做法或許是將液體與固體統歸為‘凝聚態’。”
