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Identifiant IdRef : 226736946
Notice de type Rameau

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Informations

Langue d'expression : Francais
Date de naissance :  2015
Note publique d''information : 
La compréhension de la supraconductivité à haute température critique exhibée par certains oxydes de métaux de transition demeure une question centrale en physique théorique de la matière condensée. Depuis la proposition historique de P. W. Anderson, le modèle de Hubbard répulsif en géométrie bidimensionnelle est devenu un paradigme pour tenter de capturer les propriétés essentielles des matériaux supraconducteurs non conventionnels. Cependant, la détermination de son état fondamental exact se heurte à la complexité exponentielle du problème quantique à N-corps. Dans cette thèse, nous poursuivons l’objectif de développer un schéma variationnel d’approximation s’affranchissant de toute hypothèse concernant les ordres magnétiques, de charge ou supraconducteurs susceptibles d’émerger de l’Hamiltonien à basse énergie. L’approche trouve son originalité dans l’introduction de corrélations par la restauration, avant variation, de symétries délibérément brisées dans un état d’essai en forme d’une superposition de fonctions d’onde versatiles de type Hartree-Fock et Bogoliubov-de Gennes. Pour des amas à deux et quatre sites, nous montrons analytiquement que cette méthode de champ moyen enchevêtré par les symétries de l’Hamiltonien permet de retrouver l’état fondamental exact quelle que soit l’intensité des interactions. Pour de plus grands réseaux dopés en trous et dans les régimes fortement corrélés, nous mettons en exergue un arrangement des moments magnétiques en spirale ou suivant une onde de densité de spin qui est alors accompagnée d’inhomogénéités sous forme de rayures périodiquement réparties. Ces ordres sont de plus entrelacés avec des corrélations d’appariement en onde d à longue distance qui, à la limite thermodynamique, signent la supraconductivité. Ces résultats sont obtenus via des simulations systématiques dans une géométrie de tubes de plaquettes réalisable expérimentalement à l’aide d’atomes froids piégés dans des réseaux optiques.

Note publique d''information : 
The understanding of superconductivity exhibited at high critical temperature by certain transition metal oxides remains a central issue in theoretical condensed matter physics. In this context, and since the historical proposal by P. W. Anderson, the repulsive Hubbard model in two dimensions became a paradigm in an attempt to capture the essential properties of non-conventional superconducting materials. However, the determination of the exact ground state encounters the exponential complexity of the quantum many-body problem. The main purpose of this thesis is to develop a variational scheme free of any hypothesis concerning magnetic, charge or superconducting orders likely to emerge from the Hamiltonian at low energy. The originality of the approach is found in the introduction of correlations by restoring, before variation, symmetries deliberately broken in a trial state given by a superposition of versatile wavefunctions of Hartree-Fock and Bogoliubov–de Gennes types. For small clusters of two and four sites, we show analytically that this symmetry entangled mean field method allows to find the exact ground state regardless of the strength of the on-site interaction. For larger hole-doped clusters and in the strongly correlated regime, we highlight an arrangement of magnetic moments in a spiral or in a spin density wave that is then accompanied by inhomogeneities in the form of regularly distributed stripes. Moreover, such orders are intertwined with long range d-wave pairing correlations, which, in the thermodynamic limit, sign superconductivity. These results are obtained through systematic simulations in a four-leg tube geometry that can be realized experimentally using cold atoms trapped in optical lattices.

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