Tomonaga-Luttinger-Flüssigkeit

Eine Tomonaga-Luttinger-Flüssigkeit (benannt nach Shin’ichirō Tomonaga und Joaquin Mazdak Luttinger), häufig auch einfach als Luttinger-Flüssigkeit bezeichnet, ist ein theoretisches Modell zur Beschreibung von wechselwirkenden Elektronen (oder anderen Fermionen) in einem eindimensionalen elektrischen Leiter (z. B. Quantendrähte wie Kohlenstoffnanoröhren). Ein solches Modell ist nötig, da das gewöhnlich benutzte Modell der Fermi-Flüssigkeit in einer Dimension versagt.

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Man nimmt an, dass das Luttinger-Modell das universelle Verhalten bei niedrigen Frequenzen (langen Wellenlängen) eines jeden eindimensionalen Systems wechselwirkender Fermionen beschreibt (sofern dieses nicht einen Phasenübergang in einen anderen Zustand ausgeführt hat).

Tomonaga studierte 1950 eindimensionale Systeme geladener Fermionen und sagte deren Beschreibung durch Bosonen voraus (wie schon, wie sich später erwies, Pascual Jordan in den 1930er Jahren im Versuch einer Neutrino-Theorie des Lichts). Luttinger stellte 1963 (ohne die Arbeit von Tomonaga zu kennen) ein spezielles exakt lösbares Modell vor und Elliott Lieb und Daniel Mattis klärten dessen exakte Lösbarkeit durch Bosonisierung. Der Name Luttinger-Flüssigkeit wurde 1981 durch F. Duncan M. Haldane geprägt.

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