三维拓扑超导体中的希格斯机制、相变与反常霍尔效应

我们证明三维拓扑超导体中的希格斯机制展现出具有实验可观测后果的独特特征。我们讨论的希格斯模型具有两个超导分量和一个类轴子磁电项，其中超导序参量的相位差起着轴子场的作用。由于这一附加项，量子电磁和相位涨落导致一个稳健的拓扑非平庸态，该态在存在相互作用时也保持。在此意义上，我们表明拓扑非平庸相的重整化流不能被连续形变为一个拓扑非平庸的相。我们对量子临界涨落分析的一个后果是，体相中可能发生一级相变而表面发生二级相变。我们还探讨了轴子希格斯电动力学的另一个后果，即反常霍尔效应。在低频率伦敦 regime 下，在施加平行于表面的电场时诱导出反常霍尔效应。这一反常霍尔电流由来自轴子项的类洛伦兹力所诱导，并涉及超导分量的相对超流速度。反常霍尔电流具有负号，这种情况令人联想到高温$T_c$超导体中观测到的反常霍尔效应，但物理起源截然不同。与后者相反，拓扑超导体中的反常霍尔效应是非耗散的，并且在无涡旋情况下发生。