긴급 Majorana fermions의 XNUMX면체 비틀림 액체 모델

긴급 Majorana fermions의 XNUMX면체 비틀림 액체 모델

소스 노드 : 2554688

제프리 싸이 테오1 그리고 이첸 후2

1버지니아 대학교 물리학과, Charlottesville, VA22904, 미국
2Rudolf Peierls Center for theoretical Physics, University of Oxford, Oxford OX1 3PU, UK

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추상

우리는 1개의 공간 차원에서 트위스트 액체라고 하는 bosonic orbifold 토폴로지 위상의 전자 기반 결합 와이어 모델 제품군을 제시합니다. 모든 로컬 페르미온 자유도는 다체 상호 작용에 의해 위상 순서에서 간격이 생기고 제거됩니다. Bosonic 키랄 스핀 액체 및 임의의 초전도체는 상호 작용하는 와이어 배열에 구성되며, 각각은 비국소(분수)이고 $SO(N)$ Kac-Moody Wess-Zumino-Witten 대수를 구성하는 질량이 없는 마조라나 페르미온을 지원합니다. 2. 우리는 $SO(1n)_2$의 1면체 $D_k$ 대칭과 페르미온 쌍의 위치를 ​​조작하여 게이지 대칭으로 승격하는 것에 초점을 맞춥니다. 대칭(하위)그룹을 측정하면 $mathcal{C}/G$ 트위스트 액체가 생성됩니다. 여기서 $G=mathbb{Z}_1$ for $mathcal{C}=U(2)_l$, $SU(n)_2 $, 그리고 $G=mathbb{Z}_1$, $mathbb{Z}_k$, $D_k$ for $mathcal{C}=SO(2n)_1$. 우리는 이러한 모든 토폴로지 상태에 대해 정확하게 해결 가능한 모델을 구성합니다. 우리는 벌크 여기 에너지 갭의 존재를 증명하고 비틀림 액체 토폴로지 순서에 해당하는 에지 오비폴드 컨포멀 필드 이론의 출현을 입증합니다. 우리는 non-Abelian metaplectic anyons 및 Ising-fluxons라고 하는 새로운 종류의 준입자를 포함하여 anyon 여기의 통계적 특성을 분석합니다. 이산 게이지 이론으로 트위스트 액체의 비 키랄 구성 요소를 식별하여 $SO(XNUMXn)_XNUMX/G$에서 XNUMX배의 주기적인 측정 패턴을 보여줍니다.

XNUMX차원에서 강하게 상호 작용하는 전자는 이국적인 양자 얽힘 위상 위상을 일으킬 수 있습니다. 무엇보다도 분수로 하전된 준입자를 갖는 분수 양자 홀 상태가 잘 알려진 예입니다. 최근 대칭 플럭스가 고전적인 외부 와류에서 양자 역학 여기로 승격될 수 있는 대칭을 갖는 토폴로지 단계의 분류에서 상당한 이론적 진전이 이루어졌습니다. 이 작업에서 정확히 풀 수 있는 모델을 사용하여 이러한 양자 위상의 원형 제품군의 물리적 기원과 다체 미세 역학에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.

우리는 자체 반입자이고 전자의 분율인 창발적인 Majorana fermions를 지원하는 전자 기반 bosonic 위상 위상에 중점을 둡니다. 페르미온 종을 "회전"하는 XNUMX면체 대칭은 로컬 게이지 불변성으로 승격되고 플럭스-전하 여기가 제한 해제됩니다. 우리는 얼마나 많은 물체의 상호 작용이 페르미온 조합의 국소성 특성을 미시적으로 지시하고 따라서 대칭의 국소 및 양자 특성을 제어하는지 보여줍니다. metaplectic anyons 및 소설 "Ising-fluxon"과 같은 플럭스 여기(flux excitation)는 이국적인 특성을 가지며 환경 결맞음으로부터 보호되는 양자 기술을 가능하게 할 수 있습니다. 우리는 XNUMX면체 대칭 측정 보소닉 토폴로지 단계에 대한 주기적인 분류 체계를 추가로 발견했습니다.

우리 작업에 사용된 방법은 양자 소용돌이 역학을 탐구하는 미래 작업과 이후에 양자 기술에 대한 유용성을 탐색하는 데 도움이 될 것입니다. 우리의 모델은 실제 재료에서 원하는 토폴로지 단계의 실험적 검색에 유용한 지침을 제공할 것입니다.

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인용

[1] Pak Kau Lim, Michael Mulligan 및 Jeffrey CY Teo, "보소닉 $E_8$ 양자 홀 상태의 부분 채우기", arXiv : 2212.14559, (2022).

위의 인용은 SAO / NASA ADS (마지막으로 성공적으로 업데이트 됨 2023-03-31 12:24:15). 모든 출판사가 적절하고 완전한 인용 데이터를 제공하지는 않기 때문에 목록이 불완전 할 수 있습니다.

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