تقابل جفت شدگی اسپین-مدار و برهمکنش الکترون-الکترون در سیستم های الکترونی

جفت شدگی اسپین-مدار به علت استفاده های گوناگون در پدیده های نوین فیزیکی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مهم ترین این پدیده ها اسپینترونیک است، که شامل مطالعه کنترل فعال و دستکاری درجه آزادی اسپین در سیستم های حالت جامد است. به عبارت دیگر، اسپینترونیک اشاره به الکترونیک اسپینی، پدیده ی ترابرد اسپین های قطبیده در فلزات و نیمه هادی ها دارد. جفت شدگی اسپین-مدار برای تولید جریان اسپین قطبیده و کنترل آن نقشی بنیادی در اسپینترونیک دارد. بدین منظور علاقه مندیم حالاتی را بررسی کنیم که در آن، آثار جفت شدگی اسپین-مدار نیز لحاظ شد باشد. ترکیبی از عمل تقارن وارونه ی زمانی و فضایی در مرکز تقارن نیمرسانا ها منجر به واگنی اسپینی دوگانه می گردد. برای شکست این واگنی دو روش می توان انتخاب کرد. شکست تقارن برگشت زمان که با اعمال یک میدان مغناطیسی است و دیگری شکست تقارن وارونه ی فضایی که وجود میدان الکتریکی را می توان عامل شکست این تقارن دانست. میدان الکتریکی به روش های مختلف در نیمرسانا ظاهر می شود از جمله اعمال یک میدان الکتریکی خارجی به سیستم یا عواملی مانند وضعیت های عدم تقارن ساختاری و توده ای که باعث می شود میدان الکتریکی در داخل ساختار بلور آشکار گردد. اگر جفت شدگی اسپین-مدار ناشی از یک میدان خارجی یا یک میدان الکتریکی داخلی باشد، آن را اثر جفت شدگی اسپین-مدار راشبا و اگر جفت شدگی اسپین-مدار ناشی از عدم تقارن توده ای باشد آن را اثر درسل هاس می نامند. اما زمانی که در سیستم های واقعی کار می کنیم، دیگر ذرات و الکترون های موجود در سیستم به چند ذره محدود نیست، بلکه وارد سیستمی می شویم که در آن تعداد ذارت از مرتبه ی عدد آووگادرو است که ممکن است باهم برهمکنش نیز داشته باشند. حال اگر بخواهیم رفتار این ‎ n‎ الکترون را به عنوان مجموعه ای از الکترون های برهمکنش کننده ( مثلا در یک فلز واقعی یا گاز الکترون آزاد) بررسی کنیم، با یک مسئله ی بس ذره ای سروکار خواهیم داشت. برای بررسی خواص بررسی یک چنین سیستمی که فیزیک بس ذره ای حاکم بر آن است، به زحمت خواهیم توانست سیستم را به طور دقیق حل نماییم لذا به روشهای تقریبی نیازمندیم. در مکانیک کوانتومی و به طور خاص در فیزیک ماده چگال و فیزیک بس ذره ای تقریب های مختلفی وجود دارد. از جمله این تقریب ها نظریه اختلال، مونت کارلوی کوانتومی و تقریب فاز تصادفی است. یکی از معروف ترین و موفق ترین تقریب ها، تقریب هارتری وابسته به زمان‎ یا همان تقریب فاز تصادفی‎ است. اولین تقریب منطقی بعد از ‎ ، تقریب هارتری-فوک وابسته به زمان‎ است.