螺旋费米液体的朗道理论

朗道关于费米液体的唯象理论是多体物理中的一个基本范式，在解释从液氦-3、核物质到金属中电子等广泛相互作用费米子系统的性质方面取得了显著成功。(d+1)维拓扑相（如量子霍尔系统和拓扑绝缘体）的 d 维边界提供了与传统 d 维多费米子系统拓扑上不同的新型多费米子系统。我们针对存在于三维时间反演不变拓扑绝缘体表面的二维螺旋费米液体，构建了一个唯象朗道理论。在存在旋转对称性的情况下，准粒子间的相互作用由每个角动量通道十个独立的朗道参数描述，而传统的自旋简并费米液体只有两个（对称和反对称）朗道参数。随后我们将准粒子态投影到费米面上，得到了一个有效的无自旋的投影朗道理论，每个角动量通道只有一个投影朗道参数，该参数捕捉了费米面的自旋-动量锁定或非平凡贝里相位。由于这一非平凡贝里相位，向费米面的投影可以增大或降低准粒子相互作用的角动量。我们根据投影朗道参数推导了平衡性质、费米面不稳定性判据以及集体模色散。我们简要讨论了测量投影朗道参数的实验手段。