狄拉克半金属中等离子体激元激发的普适性

近期实验发现的${\rm Cd_3 As_2}$和${\rm Na_3 Bi}$狄拉克半金属使得研究三维空间中的手征准粒子性质成为可能。正如光电子能谱所证实的，狄拉克半金属的特征在于费米子准粒子具有线性色散关系，因此代表了石墨烯的三维类似物。虽然手征费米子的独特行为（如克莱因隧穿）在二维石墨烯中已显而易见，但三维手征物理开启了许多新的可能性。在本文中，我们利用相对论场论的方法研究了狄拉克半金属中集体等离子体激元激发的性质。我们发现了一种强而窄的等离子体激元激发，其频率位于太赫兹 (THz) 范围，这可能具有重要的实际应用价值。由于准粒子的大简并度和小的费米速度$v_F \ll c$，等离子体激元的性质对所有狄拉克半金属而言似乎是普适的。这种普适性与“量纲嬗变”现象非常相似，后者负责在相对论场论（如现代核物理理论量子色动力学）中出现有量纲标度。