斜拓扑绝缘体理论
强关联电子
2023-02-28 v3 高能物理 - 理论
摘要
在拓扑物相研究中，一个长期存在的问题是理解在3+1维中可能的分数量子拓扑绝缘体(FTI)相的类型。与自由费米子的普通拓扑绝缘体不同，FTI相的特征在于分数量子Θ角、长程纠缠和分数化。从Cardy和Rabinovici提出的一族简单的Z_N格点规范理论出发，我们基于斜禁闭的物理机制和广义全局对称性的现代语言，发展了一类FTI相。我们将这些相称为斜拓扑绝缘体。当dyon（电荷与磁单极的束缚态）凝聚时，会出现斜TI，由此产生的FTI相具有拓扑序、涌现的一形式对称性，以及无法单独在2+1维实现的能隙边界态。基于该格点规范理论，我们给出了涉及涨落的一形式和二形式规范场的斜TI相的连续统拓扑量子场论(TQFT)。我们明确表明这些TQFT抓住了格点规范理论中看到的广义全局对称性和拓扑序。我们还证明了这些理论在存在二形式背景规范场时表现出普适的“广义磁电效应”。此外，我们刻画了斜TI可能的边界拓扑序，找到了此前针对此类TQFT未研究过的一组新边界态。
引用
@article{arxiv.2206.07725,
title = {Theory of oblique topological insulators},
author = {Benjamin Moy and Hart Goldman and Ramanjit Sohal and Eduardo Fradkin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.07725},
year = {2023}
}
备注
67 pages, 4 figures, 5 appendices. v2: new appendix, added references, and minor changes. v3: light revisions, additional discussion in Section 6 and Appendix E, and updated acknowledgements and references