对称性保护的拓扑超流体 $^3$He-B

Takeshi Mizushima; Yasumasa Tsutsumi; Masatoshi Sato; Kazushige Machida

doi:10.1088/0953-8984/27/11/113203

对称性保护的拓扑超流体 $^3$He-B

超导电性 2015-03-09 v1

作者: Takeshi Mizushima , Yasumasa Tsutsumi , Masatoshi Sato , Kazushige Machida

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摘要

由于对称性的丰富性以及关于体超流性的成熟知识，超流体 $^3$ He 为研究拓扑与对称性的交织提供了典型系统。本文综述了从多方面理解 $^3$ He 拓扑超流性的最新进展，包括对称性考量、Jackiw-Rebbi 指标定理和准经典理论。特别关注限制在平板几何结构中的 $^3$ He-B 的对称性保护拓扑超流性。磁场下的 $^3$ He-B 分离为两个不同的子相：对称性保护拓扑相和非拓扑相。前者以存在对称性保护的 Majorana 费米子为特征。它们之间的拓扑相变由隐藏离散对称性的自发破缺触发。临界场通过考虑 $^3$ He 原子核磁偶极相互作用的微观计算定量确定。还证明了奇频偶宇称 Cooper 对振幅在低能准粒子中涌现。关键要素，即对称性保护的 Majorana 费米子和奇频配对，带来了一个重要后果：表面态与外加场的耦合被隐藏离散对称性禁止，而伴随自发对称性破缺的拓扑相变则伴随着表面自旋磁化率的异常增强和各向异性量子临界性。我们还以 UPt $_3$ 和 Rashba 超导体为例，阐述了拓扑晶体超导体与对称性保护拓扑超流体之间的共同拓扑特征。

关键词

拓扑超流性 $^3$He-B 对称性保护 Majorana 费米子自发对称性破缺奇频配对表面自旋磁化率拓扑相变

引用

@article{arxiv.1409.6094,
  title  = {Symmetry Protected Topological Superfluid $^3$He-B},
  author = {Takeshi Mizushima and Yasumasa Tsutsumi and Masatoshi Sato and Kazushige Machida},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1409.6094},
  year   = {2015}
}

备注

Invited Topical Review Paper: 99 pages, 24 figures

对称性保护的拓扑超流体 $^3$He-B

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关键词

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