非厄米空间对称性及其稳定的常规与例外拓扑半金属

我们研究非厄米空间对称性——一类在厄米系统中没有对应物的对称性——并研究常规与例外半金属如何被这些对称性所稳定。与内禀对称性不同，空间对称性在动量空间中非局域地作用，并对不同位置处的能带简并和拓扑量施加全局约束。在推导能带简并与拓扑不变量的一般约束时，我们证明非厄米空间对称性与厄米空间对称性处于同等地位，但本质上不同。首先，我们发现了由非厄米空间对称性所强制的例外或常规能带简并的非局域厄米共轭对。值得注意的是，我们发现这些共轭对导致了费米子倍增定理在长时间极限下的对称性强制违背。其次，借助拓扑约束，我们揭示某类例外流形仅与非厄米空间对称性相容且被其稳定，而与厄米空间对称性本质上不相容。我们用一个非厄米 Weyl 半金属和一个例外非常规 Weyl 半金属的两个三维模型阐明了这些发现。还提出了这两个模型的冷原子实验实现方案。