مقاله دکتر سید میرابوالحسن واعظی استادیار دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف و تیم تحقیقاتی همراهش، با عنوان « بررسی مدل گراس- نووی دستیده با تقارن آیزینگ در تک‌مخروط دیراک: رهیافت مونته‌کارلوی کوانتومی» در مجله معتبر Physical Review Letters به صاحب امتیازی انجمن فیزیک آمریکا منتشر شد.
به گزارش روابط عمومی دانشگاه صنعتی شریف، در این مقاله با عنوان « بررسی مدل گراس- نووی دستیده با تقارن آیزینگ در تک‌مخروط دیراک: رهیافت مونته‌کارلوی کوانتومی» آمده است؛ توصیف حالت‌های فازهای مختلف ماده (مانند رسانا، عایق فرومغناطیس، عایق آنتی فرومغناطیس، ابررسانا، ...) و گذار میان آن‌ها از شالوده‌های فیزیک مدرن است. در این میان، سیستم‌های فرمیونی دیراکی از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند.
مدل دیراک، رفتار یک سیستم فرمیونی شبه‌فلزی را توصیف می‌کند. این سیستم‌ها به علت ساختار خاص خود (که به جای سطح گسترده‌ی فرمی تنها در یک تکانه‌ی خاص امکان برانگیختگی آسان دارند) در برابر برهم‌کنش‌های بین‌ذره‌ای پایدار هستند و خواص شبه‌فلزی خود را تا آستانه‌ی مشخصی از شدت برهم‌کنش حفظ می‌کنند. با افزایش هر چه بیشتر شدت برهم‌کنش میان ذرات، گذار فاز کوانتومی رخ می‌دهد و سیستم به یک ماده‌ی عایق تبدیل می‌شود. خواص عایقی که از دل این گذار به دست می‌آید به جزئیات سیستم (تعداد مخروط‌های دیراک و بعد فضا-زمانی سیستم) و نوع برهم‌کنش (دافعه یا جاذبه) بستگی دارد. رفتار بحرانی این سیستم‌ها در نقطه‌ی گذار کوانتومی توسط خانواده‌ی نظریههای گروس- نوو (Gross-Neveu) و ذیل نظریه‌ی میدان‌های همدیس توصیف می‌شود. از کمیت‌های فیزیکی مهم و مورد علاقه که خواص نقطه‌ی گذار را تبیین می‌کنند، نماهای بحرانی مختلف برای هر کدام از اعضای خانواده‌ی گروس- نوو است. مطالعه خانواده‌ی نظریههای گروس- نوو و اندازه‌گیری تحلیلی یا آزمایشگاهی نماهای بحرانی آن‌ها مورد توجه پژوهشگران در گرایش‌های مختلف فیزیک است.
یکی از مهم‌ترین اعضای خانواده‌ی نظریههای گروس- نوو، مربوط به یک تک‌مخروط دیراک سه‌بعدی با برهم‌کنش دافعه‌ی کوتاه‌برد میان الکترون‌هاست. در این سیستم، یک گذار فاز کوانتومی میان شبه‌فلز در برهم‌کنش‌های ضعیف و عایق فرومغناطیس در برهم‌کنش‌های قوی انتظار داریم. این سیستم تاکنون توسط چند روش تقریبی به صورت تحلیلی مورد مطالعه قرار گرفته بود. متأسفانه نتایج این مطالعات برای نماهای بحرانی با هم تطابق ندارند و به ویژه برای نمای بحرانی مربوط به طول هم‌بستگی سیستم اختلاف بزرگی میان نتایج رهیافت‌های مختلف وجود دارد. از طرف دیگر، شبیه‌سازی رایانه‌ای سیستم‌های مشتمل بر تعداد فردی مخروط دیراک همواره چالش‌برانگیز بوده است.
در این پژوهش، نویسندگان این مقاله با الهام از رهیافت ویژه‌ای که توسط یکی از نویسندگان این کار (سید میر ابوالحسن واعظی) در مقاله‌ای که چند سال پیش در مجله‌ی Science Advances برای شبیه‌سازی تک‌مخروط دیراک معرفی کرده بود، مسأله‌ی حاضر را شبیه‌سازی کردند و برای نخستین بار توانستند نماهای بحرانی مختلف سیستم را به صورت دقیق محاسبه کنند و به پرسش‌ها و ابهامات پیرامون مقادیر دقیق آن‌ها پاسخ دهند. این تحقیق و نتایج قابل اتکای آن می‌توانند راهنما و انگیزه‌‌بخش مطالعات بیشتر برای درک بهتر و عمیق‌تر نقاط قوت و ضعف روش‌های تحلیلی، به ویژه روش محبوب و نسبتاً جوان Conformal Bootstrap باشند.
گفتنی است این تحقیق به سرپرستی دکتر سیدمیرابوالحسن واعظی و تیم تحقیقاتی همراهش؛ دکتر سید مجتبی طباطبائی(پژوهشگر پسادکتری)، امیررضا نگاری (فارغ التحصیل دانشکده فیزیک) و همکاری دکتر جوزف ماچیه‌کو ((Joseph Maciejko) از دانشگاه آلبرتای کانادا انجام شده و در مجله‌ی معتبر Physical Review Letters به چاپ رسیده است. همچنین این مقاله در بخش ویژه و منتخب سردبیران (Editor's Suggestion) این مجله قرار گرفته است.
سوابق علمی و پژوهشی
دکتر سید میرابوالحسن واعظی فارغ‌التحصیل دوره کارشناسی و کارشناسی ارشد از دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف در سال‌های 85 و 86 است. وی دوره‌ی دکتری را در دانشگاه MIT و زیر نظر استاد برجسته فیزیک Xiao-Gang Wen شائوگانگ ون، به پژوهش پرداخت. پس از اتمام دوره برای مدت کوتاهی استادیار دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف بود. پس از آن دوره پسادکتری را در دانشگاه کورنل سپری کرد. جایزه مهم بته « Bethe fellowship را در همان سال دریافت کرد و به عنوان محقق پسادکتری و محقق مستقل به استنفورد منتقل شد و جایزه‌ی بنیاد مور (Moore Foundation) را دریافت کرد. دکتر واعظی از سال 1397 در دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف مشغول به فعالیت است.
دکتر واعظی عضو هئیت علمی دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف برگزیده جایزه ابوریحان بیرونی فرهنگستان علوم در سال 1400 است. وی فیزیکدان، متخصص فیزیک ماده چگال است. پژوهش‌های برجسته‌ی ایشان در نظم توپولوژیک در بعدهای متفاوت، ابررسانایی‌های نامتعارف، مغناطش کوانتومی و جایگزیدگی چندذره‌ای مورد توجه جامعه علمی بین‌المللی است. افق پژوهشی وی در جهت بررسی اثر کسری کوانتمی هال و حالات ابررسانای توپولوژیک کسری با دید کاربردی در زمینه محاسبات کوانتومی است.