拓扑量子霍尔双层态相转变中的临界马约拉纳费米子
强关联电子
2026-03-26 v2 介观与纳米尺度物理
统计力学
高能物理 - 理论
摘要
量子霍尔双层体系是一种可唯一调谐的平台，能够实现不同物质相之间的连续转变。其中一个突出例子是哈斯佩林州（Halperin state）与马约伦-瑞夫（Moore-Read Pfaffian）之间的转变，长期预测其中应存在马约拉纳费米子的临界理论，但迄今尚未在无偏 microscopic 模拟中得到验证。我们采用糊球正则化方法（fuzzy sphere regularization），在该转变处识别出低能谱与三维规范化马约拉纳共形场论（3D gauged Majorana conformal field theory）一致。我们指出该转变由中性马约拉纳费米子能隙闭合驱动，并直接提取了整数与半整数自旋子托区的内容。我们的结果解决了在量子霍尔实验中相关设置下，物质相转变本质的长期问题，同时也提供了在糊球上实现费米子理论的首个例子（此前仅限于玻色子理论）。
引用
@article{arxiv.2509.08036,
title = {Critical Majorana fermion at a topological quantum Hall bilayer transition},
author = {Cristian Voinea and Wei Zhu and Nicolas Regnault and Zlatko Papić},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.08036},
year = {2026}
}
备注
8 pages, 4 figures (main text); 6 pages, 4 figures (supplemental material)