Renormalization-group approach to the spectral function of the Tomonaga-Luttinger model

Die Entwicklung der Renormierungsgruppen-Technik, die in ihrer feldtheoretischen Version auf Ideen von Stückelberg und Petermann und in der Festkörperphysik auf K.G. Wilson zurückgeht, hat wesentliche Einsichten in die Natur physikalischer Systeme geliefert. Insbesondere das Konzept der so genannten Universalitätsklassen erhellt, warum Systeme, die durch scheinbar sehr verschiedene Hamilton-Operatoren beschrieben werden, doch im Wesentlichen die selbe (Niederenergie-)Physik zeigen. Ein weiterer Grund für den Erfolg dieser Methode liegt darin begründet, dass sie in systematischer Weise unendlich viele Feynman-Diagramme aufsummiert und somit über konventionelle Störungstheorie hinaus geht. Dies spielt in der Festkörperphysik vor allem dann eine wichtige Rolle, wenn das vorliegende physikalische System stark korreliert ist. Entsprechend der Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten hat sich in den vergangenen Jahrzehnten eine große Bandbreite verschiedener Formulierungen der Renormierungsgruppen-Technik ergeben. Eine davon ist die sogenannte funktionale Renormierungsgruppe, die auf Wegner und Houghton zurück geht und die auch in der vorliegenden Arbeit benutzt und weiter entwickelt wurde. Wir haben hier insbesondere auf die Einbeziehung der wichtigen Reskalierungsschritte wertgelegt. Als erstes Anwendungsgebiet des neu entwickelten Formalismus wurden stark korrelierte Elektronen in einer Raumdimension ausgewählt und hier insbesondere ein Modell, das als Tomonaga-Luttinger-Modell (TLM) bezeichnet wird. Im TLM wechselwirken Elektronen mit einer strikt linearen Energiedispersion ausschließlich über so genannte Vorwärtsstreu-Prozesse. Aufgrund der Linearisierung der Energiedispersion nahe der Fermipunkte ergibt sich ein Modell, das z.B. mit Hilfe der so genannten Bosonisierungs-Technik exakt gelöst werden kann. Hauptziel der vorliegenden Arbeit ist es, die bekannte Spektralfunktion dieses Modells unter Verwendung des Renormierungsgruppen-Formalismus zu reproduzieren. Gegenüber der bisherigen Implementierung der Renormierungsgruppe, bei der lediglich der Fluss einer endlichen Anzahl von Kopplungskonstanten betrachtet wird, stellt die Berechnung des Flusses ganzer Korrelationsfunktionen eine enorme Erweiterung dar. Der Erfolg dieser Herangehensweise im TLM bestärkt die Hoffnung, dass es in Zukunft auch möglich sein wird, die Spektralfunktionen anderer Modelle mit dieser Methode zu berechnen, bei denen herkömmliche Techniken versagen