通过玻色化研究 2+1 维具有有限化学势的规范系统

我们提出了一种玻色化方法，用于研究 2+1 维中具有有限化学势的规范系统的通用低能行为。得益于规范系统在低能下存在能隙（例如 Gribov 能隙），费米子场可以通过新规范场进行显式玻色化。当引入规范系统的化学势时，我们发现拓扑项（如 2+1D 中的 Chern-Simons 项）作为约束不可避免地出现在低能下。文中讨论了有限化学势下的费米子符号问题及其与 Chern-Simons 理论的深刻联系。纯规范理论中的 Wilson 禁闭判据被推广至有限化学势情形。明确计算了强耦合下物理量的化学势依赖性，包括 Wilson 圈的期望值、禁闭势以及禁闭/退禁闭转变温度。玻色化将手征对称性破缺和禁闭/退禁闭转变的讨论置于同等地位，因此适合研究它们之间微妙的相互作用。我们发现手征对称性破缺是 2+1D 中禁闭的必要（非充分）条件，并论证禁闭/退禁闭相不由任何局域对称性表征，而是由其非局域拓扑区分。还讨论了非对称破缺相中强耦合规范系统的低能模式。本文结果可广泛应用于真实的强耦合规范系统，例如 2+1 维的高温超导体和量子色动力学系统。