手性 p 波超流体的表面态、边缘电流与角动量

计算了限制在手性 p 波超流体边界附近的费米子激发谱、配对关联及边缘电流，结果精确至 $\hbar/p_f\xi$ 的领头阶。报道了手性 p 波超流体在限制边界附近的能量和动量分辨谱函数（包括谱电流密度）的结果。谱函数揭示了手性边缘态在边缘电流和手性 p 波超流体角动量中的微妙作用，包括在全能隙二维手性超流体中 $0 \lesssim T\ll T_c$ 范围内 $L_z(T)$ 的快速抑制。研究表明，边缘电流和基态角动量对边界条件敏感，进而对限制边界的拓扑和几何结构敏感。对于完美的镜面反射边界，边缘电流解释了具有 $N/2$ 个费米子对的手性超流体圆柱盘的基态角动量 $L_z=(N/2)\hbar$。非镜面散射会显著抑制边缘电流。在完美后向反射极限下，边缘态形成零模平带，这些态是非手性的且不产生边缘电流。对于限制在圆柱环形几何结构中的手性超流体薄膜，其基态角动量通常是非广延的，其值范围可从 $L_z > (N/2)\hbar$ 到 $L_z < -(N/2)\hbar$，具体取决于内外半径之比以及内外表面的后向散射程度。$L_z$ 的非广延标度行为以及环形几何结构中基态角动量的反转，将为超流体 \Hea 基态的时间反演对称性破缺提供特征信号，并实现对手性边缘电流的直接观测。