麦克斯韦磁电体中不存在诱导磁单极子

拓扑绝缘体的电磁响应由轴子电动力学支配，其在 Maxwell 方程中具有拓扑磁电项。结果磁场成为电场的源，反之亦然，这是任何具有线性磁电效应的材料普遍存在的现象。轴子电动力学一直与产生磁单极子的可能性相关联，特别是由在磁电材料表面上方被屏蔽的电荷产生磁单极子。本文我们显式求解了该几何下的电磁场，表明虽然涡旋状磁屏蔽场由电荷产生，但其散度在空间每一点恒为零，这意味着不存在诱导磁单极子。尽管如此，磁镜像电荷可在问题中明确给出，且即使未出现与电荷形成 dyon 的束缚态，我们的分析仍得出类 dyon 的角动量。由于该角动量依赖于介电常数，它不被量子化，这与排除在 Maxwell 磁电体中产生磁单极子的一般论证一致。我们还求解了由点电荷诱导的 Dirac 方程中的拓扑保护零模。由于轴子项导致 TI 表面上的诱导拓扑缺陷携带电荷，这些零模不是自共轭的。