复合费米子理论重探:无朗道能级投影的微观推导
介观与纳米尺度物理
2022-12-28 v2 强关联电子
摘要
复合费米子(CF)理论既给出了许多分数量子霍尔(FQH)态的现象学描述,也提供了这些拓扑相大规模数值计算的微观构造。然而,将电子的FQH态映射为CF的整数量子霍尔(IQH)态这一基本假设并未被严格确立。微观计算所需的朗道能级(LL)投影在某种意义上是不可控且不可预测的。我们严格推导了电子与CF之间的幺正关系,表明后者自然源于单一LL内的特殊相互作用,而无需人为施加任何投影。在此框架下,所有拓扑等价于传统CF理论(如Jain序列)所描述的FQH态均具有可显式推导的精确模型哈密顿量,且我们可轻易推广至由相互作用CF构成的新FQH态。我们的推导揭示了CF理论与赝势/Jack多项式构造之间的根本联系,并论证所有阿贝尔CF态在物理上等价于IQH态,同时大量非阿贝尔CF态可被系统构造与分类。我们还讨论了基于将CF作为基本粒子的描述对实验及有效场论描述的影响。
引用
@article{arxiv.2207.12418,
title = {The composite fermion theory revisited: a microscopic derivation without Landau level projection},
author = {Bo Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.12418},
year = {2022}
}
备注
20 pages, 6 figures, comments very welcome