通过临界性态实现复合费米子的拓扑配对

分数量子霍尔效应（FQHE）在填满因子为 5/2 时发生，尽管由于电子统计特性，预期分母必须为奇数。人们认为，这种效应是由于底层准粒子——复合费米子（CFs）的库珀配对导致的。这种状态应具有基于无自旋性质的 Pfaffian 形式的 BCS 波函数，以及由于配对的 p 波性质导致的可能的涡旋类激发态的非阿贝尔统计。本文通过使用有效偶极子问题的表征，揭示了配对的起源，并显示配对编码在描述电荷密度与偶极子（即 CFs 电流）相互作用的哈密顿量中。使配对态存在的必要条件是由于电子所在理想带（ Landau 能带）中非平凡拓扑结构导致的有效偶极子物理学，这一态是对不稳定、临界行为的解决，后者表现为相关孔相对于电子（因此是偶极子）在费米能级上的错位。我们在此解析描述此解离临界点的分析形式，在该点上，Majorana 中性费米子的解离得到实现。在大范围、短程排斥相互作用作用下的 Landau 能带中，临界行为可能被稳定为类似于最低 Landau 能带（LLL）中物理学特征的正规化费米液体（FLL）态，但总体而言，对于能量衰减较慢的准势，系统更容易发生配对。