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色超导体是拓扑的吗?

高能物理 - 唯象学 2010-04-14 v3 超导电性 高能物理 - 理论 核理论

摘要

一个完全有能隙的物质态,无论是绝缘体还是超导体,都可以问它是拓扑平凡的还是非平凡的。这里我们研究三维狄拉克费米子超导体的拓扑性质,并以色超导体作为应用。在手征极限下,当配对能隙是宇称偶时,自由空间哈密顿量的右手和左手扇区具有符号相反的非平凡拓扑荷。因此,超导体中的涡旋线支持局域的、无能隙的右手和左手费米子,其色散关系为E=+/vpzE=+/-vp_z(v是依赖于参数的速率),并沿涡旋线相反方向传播。然而,费米子质量的存在立即为这些局域费米子打开了一个质量间隙,色散关系变为E=+/v(m2+pz2)1/2E=+/-v(m^2+p_z^2)^{1/2}。当配对能隙是宇称奇时,情况在性质上不同。在手征极限下,自由空间哈密顿量的右手和左手扇区具有相同符号的非平凡拓扑荷,因此小的费米子质量不会为局域在涡旋线周围的费米子打开质量间隙。当费米子质量进一步增加时,在m=(μ2+Δ2)1/2m=(\mu^2+\Delta^2)^{1/2}处发生拓扑相变,局域的无能隙费米子消失。我们还阐明了当两个具有不同拓扑荷的相连接时,局域在边界上的无能隙表面费米子的存在。我们的一部分结果与夸克的色超导性相关。

关键词

引用

@article{arxiv.1001.2555,
  title  = {Is a color superconductor topological?},
  author = {Yusuke Nishida},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1001.2555},
  year   = {2010}
}

备注

13 pages, 2 figures; (v2) added a new Sec.V on boundary problems; (v3) published version