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非相对论理论中的量子精确非阿贝尔涡旋

高能物理 - 理论 2014-09-23 v2 量子气体 可精确求解与可积系统

摘要

当非阿贝尔全局对称性在基态中是精确的但在其核心附近自发破缺时,会出现非阿贝尔涡旋。在这种情况下,会出现限制在涡旋上并沿其传播的(非阿贝尔)Nambu-Goldstone (NG) 模。在相对论理论中,Coleman-Mermin-Wagner 定理禁止在 1+1 维中存在自发对称破缺或长程序:量子修正恢复了沿涡旋的对称性,NG 模获得了质量隙。我们表明,在非相对论理论中,具有二次色散关系并限制在涡旋上的 NG 模可以在量子水平上保持无隙。我们提供了一个具有 U(1) x U(2) 对称性的三组分 Bose-Einstein 凝聚体的具体且实验上可实现的例子。我们首先在经典水平上展示了与涡旋上 U(2) -> U(1) 破缺相关的S3=S1xS2S^3 = S^1 \mid_x S^2S1S^1 纤维化于S2S^2之上)NG 模的存在,其中S1S^1S2S^2分别对应 I 型和 II 型 NG 模。然后,我们利用 Bethe ansatz 技术表明,U(1) 对称性被恢复,而 SU(2) 对称性在量子水平上非微扰地保持破缺。因此,U(1) NG 模转变为c=1c=1共形场论,即 Tomonaga-Luttinger 液体,而S2S^2NG 模保持无隙,描述了一种铁磁液体。这使得涡旋在量子水平上是真正的非阿贝尔涡旋。

关键词

引用

@article{arxiv.1311.5408,
  title  = {Quantum Exact Non-Abelian Vortices in Non-relativistic Theories},
  author = {Muneto Nitta and Shun Uchino and Walter Vinci},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1311.5408},
  year   = {2014}
}

备注

20 pages, 2 figures, v2: minor changes