在2D中交互拓量子化学与多体真实空间不变量
Jonah Herzog-Arbeitman1, B Andrei Bernevig2,3,4, Zhi-Da Song2,5,6,7
1Department of Physics, Princeton University, Princeton, NJ, 08544, USA. jonahh@princeton.edu.
这项研究引入了多体实空间不变量 (RSI) 来对2D系统中相互作用的拓相进行分类. 这些局部量子数概括了单粒子概念,揭示了脆弱和稳定的拓状态.
科学领域:
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 拓学物质是一个拓学物质.
- 量子场理论 量子场理论
背景情况:
- 非相互作用的费米子的拓相通过对称性和动量空间拓学来分类.
- 真实空间不变量 (RSI) 提供了全球动量空间指数的局部描述.
- 将这些概念推广到交互系统上仍然是一个关键的挑战.
研究的目的:
- 为了将真实空间不变量 (RSI) 概括为对互动的2D拓状态进行分类.
- 用脆弱的拓指数在弱合下区分多体拓和微不足道状态.
- 为了确定没有单粒子对应的强烈相关的拓相.
主要方法:
- 在开放边界上使用对称运算符构建多体局部RSI.
- 使用U(1) 粒子数来定义多体脆弱拓索引.
- 开发一个精确可解决的哈密尔顿式,用于研究脆弱的拓过渡.
- 在周期边界条件下定义全球多体RSI.
主要成果:
- 多体局部RSI被构建为边界独立的量子数.
- 脆弱拓指数识别了单粒子脆弱状态作为多体拓或微不足道.
- 全球多体RSI可以减少到带理论极限中的切尔恩数.
- 确定了新的与之强烈相关的稳定拓相.
结论:
- 多体RSI提供了一个统一的框架来分类交互的拓相.
- 这项研究弥合了单粒子和多体拓学分类之间的差距.
- 多体RSI与拓量子场理论描述中的量化系数有关.
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