三维 Dirac 与 Weyl 半金属的强耦合相：重整化群方法

我们研究了在长程 Coulomb 相互作用下，三维 Dirac 和 Weyl 半金属中可能出现的强耦合相，将这些电子系统的多体理论视为传统完全相对论量子电动力学 (QED) 的一种变体。为此，我们应用了两种不同的非微扰方法，即阶梯图求和与取费米子味数 $N$ 的大 $N$ 极限。我们利用该理论在这两种情形下展现出的可重整性，完全用重整化耦合常数计算了不同算子的反常标度维数，从而确定标志强耦合相出现的奇点的精确位置。我们随后证明，三维 Dirac 半金属的 QED 在强耦合下具有两种竞争效应。其中之一是趋向手征对称性破缺和动力学质量产生，这类似于传统 QED 在强耦合下出现的相同现象。然而，这一趋势被大 $N$ 下发生的电子准粒子的强抑制所抵消，在足够大的相互作用强度下导致了一种不同类型的临界点，三维 Weyl 半金属也共享该临界点。总体而言，三维 Dirac 半金属的相图比其二维对应物的相图更丰富，显示出向具有非 Fermi 液体行为的相的转变，这可以在拥有足够多 Dirac 或 Weyl 点的材料中观察到。