在 (2+1) 维 U(1)xU(1) 模型中精确实现整数和分数量子霍尔相

在这项工作中，我们提出了一组微观 U(1)xU(1) 模型，这些模型实现了具有量化霍尔电导率 \sigma_{xy} 的绝缘相。这些模型是用物理自由度定义的，并且可以通过局部哈密顿量实现。对于其中一组模型，我们发现 \sigma_{xy} 被量化为偶数。这种效应的起源是由一种物种的玻色子与另一种物种的单个涡旋结合而成的对象的凝聚。对于其他模型，霍尔电导率可以被量化为有理数乘以二。对于这些系统，凝聚对象包含一种物种的玻色子与另一种物种的多个涡旋结合。这些系统具有携带分数电荷和非平凡互统计的激发。我们提出了这些模型的无符号重构形式，可以用蒙特卡洛方法进行研究，并利用这种重构形式在数值上探测到了量子霍尔态与平凡绝缘体态之间的无能隙边界。我们还展示了这些模型更广泛的相图。