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手征涡效应的量子结构及边界诱导的涡旋泵浦

强关联电子 2026-04-03 v1 介观与纳米尺度物理 高能物理 - 理论

摘要

手征涡效应(CVE)——由手征物质中的旋转驱动的轴电流——出现在从相对论流体到Weyl半金属的系统中,然而其量子起源仍不清楚,因为现有的推导是半经典的。我们给出了有限圆柱中旋转Weyl费米子的精确量子解。我们表明,体涡旋响应完全是磁化电流,而旋转轴上的电流密度保持有限并与半经典预测一致。对于自旋极化边界条件,我们发现了已知CVE之外的额外效应:一个稳健的手征模式族,在旋转角度Δθ\Delta\theta下输运轴电荷,ΔQ=χN2Δθ/4π\Delta Q=\chi N^2\,\Delta\theta/4\pi,其中χ\chi是Weyl节点手征性,NN是手征模式的数量。该泵浦与温度、费米能级和Weyl速度无关,但依赖于紫外敏感的数目NN。这些结果建立了CVE的完全量子图像,并揭示了Weyl系统中涡旋响应背后的边界强加的手征谱结构。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.01293,
  title  = {Quantum structure of the chiral vortical effect and boundary-induced vortical pumping},
  author = {B. Q. Song and Pavan Hosur},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.01293},
  year   = {2026}
}

备注

15 pages, 3 figures