Phase transition in site-diluted Josephson-junction arrays
根据给定的文件信息,以下是对文章《Phase transition in site-diluted Josephson-junction arrays》的知识点详细说明: 1. Josephson结与Josephson结阵列(Josephson-junction arrays) Josephson结是一类超导量子器件,由两个超导体之间夹着一个薄绝缘层构成,超导电流可以穿过这个绝缘层,这是由英国物理学家Brian D. Josephson在1962年预言的现象。Josephson结阵列则是由多个Josephson结按照一定方式排列连接形成的阵列结构,它可以用于实现二维XY模型以及颗粒状高温超导体的模型。 2. 稀疏位置(site-diluted) 稀疏位置指的是在Josephson结阵列中随机去除一些Josephson结点,形成无序的阵列模型。这种模型可以模拟物质中的随机空穴或缺陷的存在,进而研究这种无序对物质性能的影响。 3. 相变(phase transition) 相变是指物质在外部条件(如温度、压力)改变时,由一种物理性质的状态转变为另一种状态的过程。在Josephson结阵列中,相变通常指的是从超导状态过渡到正常状态,或者反之。 4. Kosterlitz-Thouless相变(Kosterlitz-Thouless phase transition) Kosterlitz-Thouless相变是超导体中的一种二级相变,涉及热动力学上产生的拓扑缺陷(如涡旋和反涡旋)的解离,进而导致超导体从超导状态转变为正常状态。这是二维系统中特有的相变类型。 5. 动力学标度分析(dynamics scaling analysis) 动力学标度分析是研究临界现象时使用的一种数学方法,它通过分析物理量在临界点附近的行为,可以推导出临界温度以及临界指数。临界指数描述了物质临界点附近的各种物理性质随温度变化的幂律行为。 6. 无序效应(effects produced by disorder) 无序效应是指物质系统中由于材料缺陷、杂质等因素导致的物理性质的变化。在Josephson结阵列中,无序可以导致临界温度的变化,以及超导相与正常相之间的相变特性改变。 7. 随机渗流无序(random percolative disorder) 随机渗流无序是指在系统中随机分布的、引起系统电导率或其它物理特性连续变化的无序。在Josephson结阵列中,无序可以通过随机改变Josephson结的参数,如临界电流或相位来实现。 8. 二维XY模型(two-dimensional XY model) 二维XY模型是理论物理学中一种简化的模型,用于描述平面内磁性粒子(或超导体中的相位)的相互作用和排列行为。在该模型中,粒子可以绕着垂直于XY平面的轴旋转,但不能在平面内移动。 9. 颗粒状高温超导体(granular High-Tc superconductors) 颗粒状高温超导体是由微小的、随机分布的超导颗粒组成的材料。这类材料由于颗粒之间的电荷或磁通量的耦合,会显示出超导特性,同时由于颗粒之间的接触和随机分布,引入了无序效应。 10. 临界温度(critical temperature) 临界温度是相变发生时的特征温度,对于超导体而言,是指材料从超导态转变为正常态的临界温度点。临界温度在物理学和材料科学中是非常重要的参数,对材料的实际应用有着决定性的影响。 文章主要通过数值模拟方法研究了在二维Josephson结阵列中由于随机渗流无序引起的不同相和相变的物理特性。研究利用动力学标度分析准确计算了临界温度和临界指数,并与最近的实验发现进行了对比,同时揭示了相关相变的物理图景。研究结果不仅与实验结果吻合良好,而且对理解复杂无序系统中的相变提供了新视角。
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