Dirac 自旋液体中的单极子及其从瞬子微积分得到对称性

Dirac 自旋液体（DSL）是一种二维（2D）分数量子化的莫特绝缘体，具有无质量 Dirac 自旋子激发，耦合于紧致 $U(1)$ 规范场，从而允许在（2+1）维欧氏时空中由磁单极子描述的磁通隧穿瞬子事件。共形场论的状态-算符对应近来被用于定义相关的单极子算符并确定其量子数，这些量子数编码了邻近 DSL 的常规有序相的微观对称性。本工作中，我们利用不依赖共形不变性的半经典瞬子方法，在（2+1）维时空中直接将单极子算符构造为瞬子诱导的 't Hooft 顶点，即源于瞬子背景中欧氏 Dirac 算符零模式的违反费米子数的有效相互作用。在存在味伴随费米子质量时，瞬子气体的重求和被证明会选择正确的单极子发生增殖，与状态-算符对应的预测一致。我们还表明，基于瞬子的方法能够确定二分晶格上的单极子量子数。