三维玻色子拓扑绝缘体与统计 Witten 效应
强关联电子
2013-08-09 v1
摘要
众所周知，三维电子拓扑绝缘体的一个特征是 Witten 效应：如果系统与紧致电磁规范场耦合，体内部的磁单极子将获得半奇数极化电荷。在本文中，我们提出了受粒子数守恒和时间反演对称性保护的三维玻色子拓扑绝缘体的对应现象。我们指出，虽然玻色子拓扑绝缘体内部的磁单极子可以保持电中性，但其统计性质会从玻色子转变为费米子。我们证明了这种“统计 Witten 效应”直接意味着，如果拓扑绝缘体的表面既无能隙也未自发破缺对称性，则它必然支持内禀的二维拓扑序。此外，表面性质无法在纯二维系统中完全实现。我们还确认，Vishwanath 和 Senthil (arXiv:1209.3058) 提出的玻色子拓扑绝缘体的表面相，为 exhibiting 统计 Witten 效应的体材料提供了一致的终止边界。在 companion paper 中，我们将利用 parton 分解及随后的 parton-磁单极子复合体凝聚，提供三维玻色子拓扑绝缘体的显式场论及晶格正则化构造。
引用
@article{arxiv.1302.6535,
title = {Bosonic topological insulator in three dimensions and the statistical Witten effect},
author = {Max A. Metlitski and C. L. Kane and Matthew P. A. Fisher},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.6535},
year = {2013}
}
备注
27 pages, 1 figure