约瑟夫森结阵列中的磁单极与超绝缘

电磁对偶或 S-对偶通过纳入诺特电荷与拓扑磁单极之间的对称性，推广了麦克斯韦方程的对称性，是现代物理学最基础的概念之一。在承载库珀对的两维系统中，S-对偶表现为超绝缘的涌现——一种与超导对偶、在有限温度下呈现无限电阻的状态。这一无限电阻背后的机制是磁单极等离子体对电荷的线性禁闭。该等离子体将连接电荷-反电荷对的电场线收缩为电弦，类似于强子内的夸克。然而磁单极等离子体的起源仍属开放问题。本文考虑二维约瑟夫森结阵列（JJA），揭示磁单极等离子体作为量子瞬子涌现，从而将超绝缘的底层机制确立为二维量子隧穿事件。我们计算了弦张力与决定能容纳超绝缘的系统最小尺度的电介子尺度。我们的发现为在 JJA 与超导薄膜的桌面实验中研究基础 S-对偶铺平了道路。