对称性强化、SPT 吸收与 QED$_3$ 中的对偶性

我们研究具有两个 Dirac 费米子的 2+1 维量子电动力学 (QED$_3$)，其具有时间反演对称性、非平凡的 SPT 相位以及异常性。该理论在强耦合极限下的行为已广泛讨论。令人惊讶的是，我们发现，将两个标准 Wilson-Fisher $O(4)$ 理论的相图拼接在一起，即可复现该理论中出现的所有 SPT 相位、异常以及半古典极限。其背后的核心机制是“SPT 吸收”。$O(4)$ 相变的拼接为该理论在强耦合极限下的行为作出了具体预测；例如，拓扑为 $S^3$ 的 $\theta=\pi$ sigma 模型由于单极子凝聚而出现。