Mer de Dirac

La Mer de Dirac est un concept métaphorique représentant le vide quantique, proposé par le physicien britannique Paul Dirac (1902-1984). Description
Paul Dirac suggéra que l'on considère le vide quantique non comme un milieu désertique, mais comme une mer d'électrons de profondeur infinie où chaque électron occuperait un niveau d'énergie propre, s'étalant sur une échelle allant de l'infini négatif jusqu'à une certaine valeur maximale. Cette valeur maximale étant considérée comme le « niveau de la mer », autrement dit l'état fondamental, le zéro de l'énergie qui est la base pour définir toutes les autres (Figure 1). Ce paisible « océan électronique » reste virtuel et indétectable tant que rien ne le perturbe ; cependant des fluctuations d'énergie du vide peuvent être mises en évidence dans certaines circonstances, par exemple lorsqu'un photon d'énergie 2Mc² (où M est la masse d'un électron) rencontre un atome qui émettra au moment de l'impact une paire électron-positro

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Emergence of Nontrivial Low-Energy Dirac Fermions in Antiferromagnetic EuCd2As2

Hang Li, Joël Mesot, Pierre Richard, Vladimir N. Strocov, Han Wang

Parity-time symmetry plays an essential role for the formation of Dirac states in Dirac semimetals. So far, all of the experimentally identified topologically nontrivial Dirac semimetals (DSMs) possess both parity and time reversal symmetry. The realization of magnetic topological DSMs remains a major issue in topological material research. Here, combining angle-resolved photoemission spectroscopy with density functional theory calculations, it is ascertained that band inversion induces a topologically nontrivial ground state in EuCd2As2. As a result, ideal magnetic Dirac fermions with simplest double cone structure near the Fermi level emerge in the antiferromagnetic (AFM) phase. The magnetic order breaks time reversal symmetry, but preserves inversion symmetry. The double degeneracy of the Dirac bands is protected by a combination of inversion, time-reversal, and an additional translation operation. Moreover, the calculations show that a deviation of the magnetic moments from the c-axis leads to the breaking of C3 rotation symmetry, and thus, a small bandgap opens at the Dirac point in the bulk. In this case, the system hosts a novel state containing three different types of topological insulator: axion insulator, AFM topological crystalline insulator (TCI), and higher order topological insulator. The results provide an enlarged platform for the quest of topological Dirac fermions in a magnetic system.

WILEY-V C H VERLAG GMBH2020

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Quantum Monte Carlo Study of a Resonant Bose-Fermi Mixture

Gianluca Bertaina, Elisa Fratini

We study a resonant Bose-Fermi mixture at zero temperature by using the fixed-node diffusion Monte Carlo method. We explore the system from weak to strong boson-fermion interaction, for different concentrations of the bosons relative to the fermion component. We focus on the case where the boson density nB is smaller than the fermion density nF, for which a first-order quantum phase transition is found from a state with condensed bosons immersed in a Fermi sea, to a Fermi-Fermi mixture of composite fermions and unpaired fermions. We obtain the equation of state and the phase diagram, and we find that the region of phase separation shrinks to zero for vanishing nB

2013

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Fermi surface map of large-scale single-orientation graphene on SiO2

Huanyao Cun

Large scale tetraoctylammonium-assisted electrochemical transfer of graphene grown on single-crystalline Ir(1 1 1) films by chemical vapour deposition is reported. The transferred samples are characterized in air with optical microscopy, Raman spectroscopy and four point transport measurements, providing the sheet resistance and the Hall carrier concentration. In vacuum we apply low energy electron diffraction and photoelectron spectroscopy that indicate transferred large-scale single orientation graphene. Angular resolved photoemission reveals a Fermi surface and a Dirac point energy which are consistent with charge neutral graphene.

2017

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Paul Dirac

Paul Adrien Maurice Dirac ( à Bristol, Angleterre - à Tallahassee, Floride, États-Unis) est un mathématicien et physicien britannique. Il est l'un des « pères » de la mécanique quantique et a prévu l

Équation de Dirac

L'équation de Dirac est une équation formulée par Paul Dirac en 1928 dans le cadre de sa mécanique quantique relativiste de l'électron. Il s'agit au départ d'une tentative pour incorporer la relativit

Fonction d'onde

thumb|300px|right|Illustration de la notion de fonction d'onde dans le cas d'un oscillateur harmonique. Le comportement en mécanique classique est représenté sur les images A et B et celui en mécaniqu

PHYS-415: Particle physics I

Presentation of particle properties, their symmetries and interactions. Introduction to quantum electrodynamics and to the Feynman rules.

PHYS-425: Quantum physics III

To introduce several advanced topics in quantum physics, including semiclassical approximation, path integral, scattering theory, and relativistic quantum mechanics

PHYS-416: Particle physics II

Presentation of the electroweak and strong interaction theories that constitute the Standard Model of particle physics. The course also discusses the new theories proposed to solve the problems of the Standard Model.