拓扑绝缘体与超导体中的电磁响应、引力响应及反常
强关联电子
2012-06-14 v2 超导电性
摘要
传统三维（“”或“自旋-轨道”）拓扑绝缘体的一个定义性特征是其特有的磁电效应，如轴子电动力学所描述。在本文中，我们讨论了在所有允许三维拓扑非平凡绝缘体或超导体存在的对称性类中，这种磁电效应在热（或引力）响应和磁偶极响应中的类似物。特别地，对于具有时间反演对称性但缺乏 SU(2) 自旋旋转对称性（例如由于自旋-轨道相互作用）的拓扑超导体（或超流体），如 He 的 B 相，热响应是唯一能通过输运探测非平凡拓扑特性的探针。我们表明，对于此类拓扑超导体，施加温度梯度会产生垂直于温度梯度的热（或质量）表面流。这种电荷、热或磁偶极响应提供了超越单粒子图像的拓扑绝缘体和超导体的定义。此外，我们发现，对于先前工作中在无相互作用情况下发现的拓扑绝缘体的“十重”列表中的相当一部分，在一般维度下，描述时空响应的有效场论受场论反常支配。由于已知反常对底层费米子是否相互作用不敏感，这表明这些拓扑绝缘体的分类在一般维度下对粒子间相互作用的绝热变形是鲁棒的。特别地，这适用于三维空间中的对称性类 DIII、CI 和 AIII，以及二维空间中的对称性类 D 和 C。
引用
@article{arxiv.1010.0936,
title = {Electromagnetic and gravitational responses and anomalies in topological insulators and superconductors},
author = {Shinsei Ryu and Joel E. Moore and Andreas W. W. Ludwig},
journal= {arXiv preprint arXiv:1010.0936},
year = {2012}
}
备注
16 pages, 2 figures