中文

C-R-T分数化、费米子和模8周期性

高能物理 - 理论 2025-01-31 v2 强关联电子 高能物理 - 唯象学 数学物理 math.MP

摘要

电荷共轭(C)、镜面反射(R)、时间反演(T)和费米子宇称(1)F(-1)^{\rm F}是狄拉克费米子的基本离散时空和内部对称性。在本文中,我们确定了称为C-R-T分数化的群,它是Z2C×Z2R×Z2T\mathbb{Z}_2^{\rm C}\times\mathbb{Z}_2^{\rm R}\times\mathbb{Z}_2^{\rm T}被费米子宇称Z2F\mathbb{Z}_2^{\rm F}的群扩张,以及它在所有时空维度dd中对于单粒子费米子理论的扩张类。对于狄拉克费米子,具有规范CRT对称性Z2CRT\mathbb{Z}_2^{\rm CRT},C-R-T分数化有两种可能性,仅取决于时空维度dd模8,它们是16阶非阿贝尔群,包括著名的泡利群。对于马约拉纳费米子,我们确定了所有时空维度d=0,1,2,3,4mod8d=0,1,2,3,4\mod8中的R-T分数化,这是一个8阶阿贝尔或非阿贝尔群。对于外尔费米子,我们确定了所有偶数时空维度dd中的C或T分数化,这是一个4阶阿贝尔群。对于马约拉纳-外尔费米子,我们只有一个2阶Z2F\mathbb{Z}_2^{\rm F}群。我们确定了线性独立的狄拉克和马约拉纳质量项的最大数量,并显式构造了它们。我们还讨论了常规狄拉克和马约拉纳质量项如何破坏C、R或T对称性。我们研究了费米子的畴壁维度约化及其C-R-T分数化:从dd维狄拉克到(d1)(d-1)维狄拉克或外尔,以及从dd维马约拉纳到(d1)(d-1)维马约拉纳或马约拉纳-外尔。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.17126,
  title  = {C-R-T Fractionalization, Fermions, and Mod 8 Periodicity},
  author = {Zheyan Wan and Juven Wang and Shing-Tung Yau and Yi-Zhuang You},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.17126},
  year   = {2025}
}

备注

45 pages, 5 figures, 18 tables, see C-P-T fractionalization in arXiv:2109.15320, and an application of domain wall dimensional reduction in arXiv:2312.14928 v2 update: clarified the definition of Majorana fermions and the choice of Dirac and Majorana mass terms, corrected the statement of CRT theorem, added a new theorem on domain wall dimensional reduction, and some minor revisions