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弱自旋轨道耦合磁有序系统中准粒子的对称不变量与类别

介观与纳米尺度物理 2024-11-27 v5 强关联电子

摘要

群的对称不变量规定了准粒子的类别,即在具有该对称性的系统中射影不可约余表示之类别。离散点群中存在的对称不变量多于完整旋转群 O(3)\mathrm{O(3)},导致出现仅限于晶格、在真空中无对应物的新准粒子。我们聚焦于“自旋空间群”对称下的费米子准粒子激发,其适用于长程磁序与巡游电子共存的材料。我们给出了218类仅能在自旋空间群中实现的新准粒子列表。这些准粒子至少具备以下与在磁空间群(MSG)中发现者定性不同且彼此互异的性质之一:(i)简并度,(ii)作为动量函数的色散,以及(iii)耦合外探场之规则。我们严格证明此结果为一定理,直接将这类性质与对称不变量相关联,并以具体例子阐明该定理:比较三个具有不同对称不变量集合(含一个在MSG中发现者)的12重费米子。我们的方法可推广至实现更多小余群超出本文所考虑范围的准粒子。

关键词

引用

@article{arxiv.2105.12738,
  title  = {Symmetry invariants and classes of quasiparticles in magnetically ordered systems having weak spin-orbit coupling},
  author = {Jian Yang and Zheng-Xin Liu and Chen Fang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2105.12738},
  year   = {2024}
}

备注

The manucript is revised according to reviewers' comments, to appear in Nature Communications