Magnétisme faible et liquides non-Fermi près des points critiques des fermions lourds

Cet article concerne le magnétisme à moment faible dans les matériaux de fermions lourds et sa relation avec la physique des liquides non-Fermi observée près de la transition vers le liquide de Fermi. Nous explorons l'hypothèse selon laquelle les fluctuations principales responsables de la physique non-Fermi sont celles associées à la destruction de la grande surface de Fermi du liquide de Fermi. Il est suggéré que le magnétisme soit une instabilité à basse énergie de l'état à petite surface de Fermi résultant. Une réalisation concrète de ce tableau est fournie par un état de liquide de Fermi fractal qui a une petite surface de Fermi des électrons de conduction, mais possède également d'autres excitations exotiques avec des interactions décrites par une théorie des jauges dans sa phase déconfine. Un intérêt particulier se porte sur un liquide de Fermi fractal tridimensionnel avec une surface de Fermi de spinon et une structure de jauge U(1). Une transition directe de second ordre de cet état vers le liquide de Fermi conventionnel est possible et implique un saut dans le volume de la surface de Fermi des électrons. Le point critique affiche un comportement non-Fermi. Une phase magnétique peut se développer à partir d'une instabilité d'onde de densité de spin de la surface de Fermi des spinons. Ce métal magnétique exotique peut avoir un moment ordonné faible, bien que les moments locaux ne participent pas à la surface de Fermi. Les signatures expérimentales de cette phase et les implications pour les systèmes de fermions lourds sont discutées.