手性异常的量子动理论

我们提出了一种弱无序晶体中低场磁输运的通用量子动理论，该理论充分考虑了电场诱导的带间相干性、Bloch 态散射与外磁场之间的相互作用。我们推导出的 Bloch 态密度矩阵量子动理学方程自然地纳入了动量空间 Berry 相位效应，而该效应对 Bloch 态波包动力学的影响通常是以特定方式纳入输运理论的。在半经典波包动力学所暗示的、存在外磁场的情况下，动量空间态密度的 Berry 相位修正被我们的理论捕获为对磁场的内禀密度矩阵响应。我们提出了一种简单且通用的程序，用于将 Bloch 态密度矩阵对电场的线性响应按磁场的幂次展开。作为示例，我们将该理论应用于 Weyl 半金属的磁输运。我们表明，当独立的费米面口袋环绕不同的 Weyl 点时出现的 chiral anomaly（正比于磁场平方的正磁导率），只有在谷间散射远弱于谷内散射时才能存在。