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复合粒子对偶性:一类新的拓扑量子物质

强关联电子 2024-10-29 v3 介观与纳米尺度物理 量子气体 高能物理 - 理论 量子物理

摘要

复合粒子对偶性将通量附着和统计嬗变的概念扩展至超越 2+1D 的时空维度。它构成了一种精确的对应关系,既可理解为理论框架,也可理解为动力学的物理机制。该对偶性的直接推论是,任意维度中的相互作用量子系统在与特定规范场耦合时,其统计性质可发生改变。换言之,量子场的对易关系可通过动力学物理过程被有效修改。例如,dd 空间维度中原本的玻色子量子流体在与统计规范场耦合时,可表现出复合费米子(或任意子)激发。在 3+1D 中,通量附着机制诱导了双荷子的动力学形成,作为 Laughlin 准粒子的高维类比。在 1+1D 中缺乏通量附着,但可以显式构造出以统计规范场形式存在的残余。我们还引入了一族经历统计嬗变的相互作用量子多体系统,如该对偶性所指示。这为跨越维度的格子和连续系统中的拓扑新领域打开了大门。

关键词

引用

@article{arxiv.2306.00825,
  title  = {The Composite Particle Duality: A New Class of Topological Quantum Matter},
  author = {Gerard Valentí-Rojas and Joel Priestley and Patrik Öhberg},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.00825},
  year   = {2024}
}

备注

Comments and feedback welcome. 27 pages (18 main + 9 Appendices and references), 6 figures. Corrected typos