超流 $^3$He-B 中的表面 Majorana 费米子与体集体模
超导电性
2015-03-05 v1 其他凝聚态物理
摘要
迄今为止，拓扑超流体和超导体的理论研究在很大程度上是将非相互作用拓扑绝缘体理论翻译为超流语言，即用 Bogoliubov 准粒子替换电子，用 Bogoliubov-de Gennes 哈密顿量替换单粒子能带哈密顿量。然而，能带绝缘体和超流体存在根本差异：前者存在于无粒子间相互作用的情况下，而后者是破缺对称态，其存在完全依赖于此类相互作用。特别是，与能带绝缘体的静态能隙不同，超流体中的能隙源于动态序参量，该序参量受制于热涨落和量子涨落。在这项工作中，我们探讨了超流 He 的 相中序参量的体量子涨落对拓扑保护的 Majorana 表面态的影响。忽略高能振幅模，我们发现 He- 中的三个自旋 - 轨道 Goldstone 模之一与表面 Majorana 费米子耦合。这种耦合进而诱导了 Majorana 费米子之间的有效短程双体相互作用，其耦合常数与体 He 中核偶极 - 偶极相互作用的强度成反比。对该耦合值的平均场理论估计表明，He- 中的表面 Majorana 费米子处于向有能隙的时间反演对称破缺相发生量子相变的临界点附近。
引用
@article{arxiv.1409.3844,
title = {Surface Majorana fermions and bulk collective modes in superfluid 3He-B},
author = {YeJe Park and Suk Bum Chung and Joseph Maciejko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.3844},
year = {2015}
}