Líquido de Fermi

Un líquido de Fermi[1]​ es un término genérico para un líquido mecanocuántico de fermiones que surge bajo ciertas condiciones físicas cuando la temperatura es suficientemente baja.El Helio-3 (He3) líquido es un líquido de Fermi a temperaturas bajas (pero no lo suficientemente bajas para estar en su fase de superfluido).El He-3 es un isótopo del helio, con 2 protones, 1 neutrón y 2 electrones por átomo.Los electrones en un metal normal (no superconductor) también forman un líquido de Fermi.El líquido de Fermi es cualitativamente análogo al gas de Fermi de partículas que no interactúan, en el sentido siguiente: la dinámica y la termodinámica del sistema para energías de excitación y temperaturas bajas puede ser descrito sustituyendo los fermiones que no interactúan con las así llamadas cuasipartículas, cada una de los cuales tiene el mismo espín, carga eléctrica y momento que las partículas originales.Cada estado excitado formado por muchas partículas del sistema en interacción puede ser descrito enumerando todos los estados momento ocupados, al igual que en el sistema sin interacción.Como consecuencia, magnitudes tales como la capacidad calorífica del líquido de Fermi se comportan cualitativamente de la misma manera que las del gas de Fermi (por ejemplo, la capacidad calorífica aumenta linealmente con la temperatura).La contribución lineal corresponde a las energías renormalizadas de las partículas aisladas, que incluyen, por ejemplo, un cambio en la masa efectiva de las partículas.El calor específico, la compresibilidad, la susceptibilidad de espín y otras magnitudes muestran el mismo comportamiento cualitativo (por ejemplo, la dependencia de la temperatura) que en el gas de Fermi, pero la magnitud cambia (a veces fuertemente).En un metal, la resistencia a bajas temperaturas, está dominada por la difusión electrón-electrón en combinación con la dispersión Umklapp., lo cual se toma a menudo como una comprobación experimental del comportamiento del líquido de Fermi (además de la dependencia lineal del calor específico respecto de la temperatura), aunque esto solo se presenta en la combinación con la red.[3]​ Debido a eso, la inestabilidad de Pomeranchuk ha sido estudiada en los últimos años por varios autores[4]​ usando diferentes técnicas y, en particular, ha sido investigada la inestabilidad del líquido de Fermi hacia la fase nemática mediante varios modelos.