Fermi liquid theory (also known as Landau's Fermi-liquid theory) is a theoretical model of interacting fermions that describes the normal state of most metals at sufficiently low temperatures. The interactions among the particles of the many-body system do not need to be small. The phenomenological theory of Fermi liquids was introduced by the Soviet physicist Lev Davidovich Landau in 1956, and later developed by Alexei Abrikosov and Isaak Khalatnikov using diagrammatic perturbation theory. The theory explains why some of the properties of an interacting fermion system are very similar to those of the ideal Fermi gas (i.e. non-interacting fermions), and why other properties differ.
Important examples of where Fermi liquid theory has been successfully applied are most notably electrons in most metals and liquid helium-3. Liquid helium-3 is a Fermi liquid at low temperatures (but not low enough to be in its superfluid phase). Helium-3 is an isotope of helium, with 2 protons, 1 neutron and 2 electrons per atom. Because there is an odd number of fermions inside the nucleus, the atom itself is also a fermion. The electrons in a normal (non-superconducting) metal also form a Fermi liquid, as do the nucleons (protons and neutrons) in an atomic nucleus. Strontium ruthenate displays some key properties of Fermi liquids, despite being a strongly correlated material, and is compared with high temperature superconductors like cuprates. More dramatic examples are metallic rare-earth alloys with partially filled f-orbitals which at very low temperature are described as Fermi liquids. The electrons in these Fermi liquids have masses that are strongly enhanced by their interactions with other electrons, and hence these systems are known as heavy Fermi liquids.
The key ideas behind Landau's theory are the notion of adiabaticity and the Pauli exclusion principle. Consider a non-interacting fermion system (a Fermi gas), and suppose we "turn on" the interaction slowly.
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En physique du solide, le modèle de l'électron libre est un modèle qui sert à étudier le comportement des électrons de valence dans la structure cristalline d'un solide métallique. Ce modèle, principalement développé par Arnold Sommerfeld, associe le modèle de Drude aux statistiques de Fermi-Dirac (mécanique quantique). Électron Particule dans réseau à une dimension 2.4 Modèle de sommerfeld ou de l'électron libre dans un puits de potentiel, sur le site garmanage.com Catégorie:Physique du solide Catégorie:É
Un condensat fermionique est un ensemble de fermions identiques qui présente une phase de superfluidité à basse température. C'est l'équivalent pour les fermions des condensats de Bose-Einstein pour les bosons. Les premiers condensats de Bose-Einstein moléculaires furent produits en 1995, ouvrant la voie à l'étude des condensats quantiques. En 1999, l'équipe de Deborah Jin, refroidit pour la première fois un gaz de fermions dans le régime de dégénérescence quantique mais l'interaction entre particules n'était pas suffisamment forte pour montrer une transition de phase.
En physique du solide, les matériaux à fermions lourds, souvent appelés simplement « fermions lourds », sont une classe particulière d'intermétalliques contenant des atomes ayant des électrons 4f (lanthanides) ou 5f (actinides) dans des bandes incomplètes et qui sont par conséquent porteurs de moments magnétiques localisés. Il s'agit par exemple de cations de cérium, d'ytterbium ou d'uranium dont des électrons 4f ou 5f, provenant d'orbitales f partiellement remplies, interagissent avec les électrons de la bande de conduction de l'intermétallique, formant par hybridation des quasi-particules dont la masse effective est sensiblement supérieure à celle des électrons libres.
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