Study of 3-dimensional SU(2) gauge theory with adjoint Higgs as a model for cuprate superconductors

銅酸化物超伝導体のモデルとしての3次元SU(2)随伴ヒッグス模型の研究

Catumba, G.*; 平口 敦基; W.-S. Hou, G.*; Jansen, K.*; Kao, Y.-J.*; David Lin, C.-J.*; Ramos, A.*; Sarkar, M.*

Catumba, G.*; Hiraguchi, Atsuki; W.-S. Hou, G.*; Jansen, K.*; Kao, Y.-J.*; David Lin, C.-J.*; Ramos, A.*; Sarkar, M.*

本研究では、最近Sachdevらによって最適ドーピング付近の銅酸化物超伝導体の物理を説明するために提案された、随伴表現の4つのヒッグス場を持つ3次元SU(2)ゲージ理論を議論する。この理論の閉じ込め相は通常のフェルミ液体相に対応し、ヒッグス相は銅酸化物の擬ギャップ相に対応しており、我々はハイブリッドモンテカルロ法を用いて理論の相図を調査した。我々は、先行研究の平均場での計算に定性的に従う様々な相の存在を発見し、銅酸化物におけるそれらの役割について議論する。さらに、閉じ込め非閉じ込め相転移を調べるためにポリヤコフループの振る舞いを調べ、ヒッグス相が安定な非閉じ込め相を持つことを見いだした。

We study a 3-dimensional SU(2) gauge theory with 4 Higgs fields which transform under the adjoint representation of the gauge group, that has been recently proposed by Sachdev et al. to explain the physics of cuprate superconductors near optimal doping. The symmetric confining phase of the theory corresponds to the usual Fermi-liquid phase while the broken (Higgs) phase is associated with the interesting pseudogap phase of cuprates. We employ the Hybrid Monte-Carlo algorithm to study the phase diagram of the theory. We find the existence of a variety of broken phases in qualitative accordance with earlier mean-field predictions and discuss their role in cuprates. In addition, we investigate the behavior of Polyakov loop to probe the confinement/deconfinement phase transition, and find that the Higgs phase hosts a stable deconfining phase consistent with previous studies.