拓扑半金属中高自旋费米子的红外不动点

我们确定了由哈密顿量$H=\textbf{p}\cdot \textbf{J}$描述的三维线性带交叉拓扑半金属中相互作用费米子的归宿,其中$\textbf{p}$为动量,$\textbf{J}$为半整数赝自旋$j\geq 3/2$的自旋-$j$矩阵。虽然由于态密度消失,弱短程相互作用在交叉点无关,但弱长程库仑相互作用导致能带结构重整化。利用自洽微扰重整化群方法,我们证明类型$\textbf{p}\cdot \textbf{J}$的带交叉对于$j\leq 7/2$是不稳定的。相反,通过立方晶体对称性、能带拓扑与相互作用效应之间引人入胜的相互作用,体系被吸引到多种红外不动点。我们还揭示了一般$j$下高自旋费米子的若干其他性质,例如费米子自能与自由能之间的关系,以及重整化电荷的消失。由等手性Weyl费米子组成的$\text{O}(3)$对称不动点对于$j\leq 7/2$是稳定的,且极有可能对所有$j$均如此。随后我们详细探讨了$j=5/2$时丰富的不动点结构。我们发现了具有增强$\text{O}(3)$对称性的额外吸引不动点,其同时承载演生Weyl或无质量Dirac费米子,并识别出一处令人困惑的、无增强对称性的红外稳定各向异性不动点,与已知的$j=3/2$情形极为相似。