自旋轨道耦合系统中源于反演对称破缺序的拓扑超导相

我们分析了在反演对称破缺序的量子临界点附近的超导不稳定性。我们首先表明，反演对称破缺序的涨落导致两个简并的超导（SC）不稳定性，一个位于 $s$-波通道，另一个位于时间反演不变的奇宇称配对通道（最简单情况与 $^3$He-B 相相同）。引人注目的是，我们发现与许多已知例子不同，凝聚物配对对称性的选择独立于介导配对相互作用的集体模的动量空间结构。我们发现此简并性源于存在守恒的费米子螺旋度 $\chi$，两个简并通道对应于 $\chi=\pm1$ 的 SC 序参量的偶和奇组合。结果该系统具有放大的对称性 $U(1)\times U(1)$，每个 $U(1)\times U(1)$ 对应一个螺旋度值 $\chi$。由于放大的对称性，该系统容许诸如分数量子涡旋的奇异拓扑缺陷，我们证明其核心束缚有 Majorana 零模。我们讨论了小的扰动（如库仑相互作用或在破缺反演对称下费米面分裂）如何解除放大的对称性，并表明所得的超导态可依据参数成为拓扑或平庸的。 $U(1)\times U(1)$ 对称性在拓扑与平庸 SC 相的边界处恢复，并允许拓扑不同的 SC 相之间在不消失序参量的情况下发生相变。我们给出了超导态的全局相图并讨论了可能的实验意义。