Emergence of the Unconventional Type-II Nambu-Goldstone Modes with Topological Origin in Bose Superfluids
非相对论系统中的Nambu-Goldstone（NG）模根据其特征可分为两类：一类是奇次（Ⅰ型），另一类是偶次（Ⅱ型）能量动量色散。传统上，II型NG模式可能普遍产生于非对易对称对的自发破缺。在这里，我们预测一种新的二次分散NG模式出现在混合$s$和$p$带玻色超流体在光晶格，不同于传统的II型NG模式，不能单独解释与著名的基于量子力学的论点。相反，我们表明，这种模式的存在有一个深刻的连接到射影复序参数空间的拓扑转变。并提出了检测方案。我们的信揭示了一个新的普遍机制出现的II型NG模式，桥梁内在的朗道破缺和拓扑理论。
2020-12-23 cond-mat.quant-gas hep-th quant-ph
Topological interactions of Nambu-Goldstone bosons in quantum many-body systems
我们分类的有效行动南武-戈德斯通（NG）玻色子假设没有异常。特别注意的是拉格朗日不变的表面项，显示在一个一对一的对应关系与陈-西蒙斯（CS）理论的不破对称性。在不对时空对称性作具体假设的情况下，我们给出了这些拉格朗日量的明确表达式，概括了铁磁体中的Berry和Hopf项。对于对称陪集空间的对称破缺，导出了全局定义良好的矩阵表达式。CS拉格朗日函数在微扰和全局拓扑水平上都具有特殊的性质。一阶CS项负责在内部对称下正则动量密度的非不变性，称为线性动量问题。三阶CS项引起了NG玻色子之间的一种新型相互作用。所有的CS条款对微观物理的局部变化是强大的。
2014-11-03 cond-mat.stat-mech hep-ph hep-th
Anomalous continuous symmetries and quantum topology of Goldstone modes
针对连续对称性G（可反常）自发破缺至无反常子群H且戈德斯通模式有效作用量含拓扑非平庸项的系统，提出需考虑戈德斯通不变量与G反常的相容关系，给出能隙化戈德斯通模式得可逆族时的数学构造方案，并分析相关例子。
2024-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Anyon Condensation: Coherent states, Symmetry Enriched Topological Phases, Goldstone Theorem, and Dynamical Rearrangement of Symmetry
尽管近年来拓扑相中任意子凝聚的数学问题得到了深入的研究，但要证明它的物理存在性，就相当于构造一个有效的哈密顿理论。本文通过建立有效哈密顿量和希尔伯特空间，具体地建立了任意子凝聚的物理基础，其中我们明确地把凝聚相的真空构造为相干态，相干态是生成凝聚任意子的生成算符的本征态。随着这一建设，这是类似于Laughlin的分数量子霍尔态的波函数的建设，我们推广的Goldstone定理在通常的自发对称性破缺范例的情况下的任意子凝聚。通过直接构造相应的对称变换，我们证明了凝聚相是一个对称性丰富的（保护的）拓扑相，这可以看作是Bogoliubov变换的推广.
2021-09-13 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Topological solitons in the supersymmetric Skyrme model
最近得到了Skyrme模型的一个超对称扩展，它只包括Nambu-Goldstone（π）扇区中的Skyrme项，并补充了相同数量的准Nambu-Goldstone玻色子。Scherk-Schwarz降维产生一个三维或更低维的动力学项和一个二维的势项，保持超对称性。在超对称Skyrme模型中构造了欧几里德孤子（瞬子）.在四维空间中，孤子是由斯佩特首先发现的一种瞬子。然后进行一次Scherk-Schwarz降维得到一个三维理论，在这个理论中找到一个3d Skyrmion-instanton，然后再进行一次降维得到一个2d理论，在这个理论中得到一个2d vortex-instanton。虽然最后一个是一个全球性的漩涡，它有有限的行动，与传统的理论。它们都是打破所有超对称性的非BPS态。
2017-01-05 hep-th
Quasi-Nambu-Goldstone Modes in Bose-Einstein Condensates
准Nambu-Goldstone（NG）模在高能物理中起着重要的作用，但在实验上却很难实现，我们证明了这种准NG模可以用原子玻色-爱因斯坦凝聚体来实现.当基态的对称性大于哈密顿量的对称性时，准NG模出现。当它们出现时，常规的真空歧管应该被扩大。因此，在传统真空流形内稳定的拓扑缺陷变得不稳定，并通过发射准NG模式而衰减。然而，与传统的智慧相反，我们表明，拓扑缺陷是稳定的量子波动，使准NG模式大量，从而抑制其排放。
2010-12-06 cond-mat.quant-gas hep-ph hep-th
Symmetry breaking and the Goldstone theorem in de Sitter space
在平均场（Hartree）近似下考虑O（N）对称的标量场模型，并证明了对称性在de Sitter空间中是可以破缺的.我们发现，相变可以是一阶的，它的强度依赖于非解析模型的参数。我们还表明，可能的戈德斯通玻色子获得了质量，有效地成为伪戈德斯通玻色子，从而打破了O（N）对称性。我们的研究结果表明，拓扑缺陷可以形成在通货膨胀。
2013-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-relativistic Nambu-Goldstone modes associated with spontaneously broken space-time and internal symmetries
我们证明了在非相对论性理论中，当存在拓扑孤子时，平移对称的动量算符不可能与内部对称算符交换。在O（3）西格玛模型中，在具有易磁化轴的铁磁体的磁畴壁附近，出现了由平移模和内零模组成的具有二次色散的Nambu-Goldstone耦合模。
2014-09-20 cond-mat.mtrl-sci hep-ph hep-th
The simplest quantum model supporting the Kibble-Zurek mechanism of topological defect production: Landau-Zener transitions from a new perspective
结果表明，Landau-Zener模型的动力学行为可以用非平衡相变中拓扑缺陷产生的Kibble-Zurek理论精确描述.最简单的量子模型展示Kibble-Zurek机制。发现了Landau-Zener动力学的一种新的直观描述。
2005-06-06 cond-mat.other hep-th quant-ph
Spontaneous Breakdown of the Lorentz Invariance in Three-Dimensional Gauge Theories
在一类可重正化的三维阿贝尔规范理论中，洛伦兹不变性被动态产生的磁场$B$自发破缺。真正的基态类似于量子霍尔效应。一个原本具有拓扑质量的光子变成了无隙光子，实现了与洛伦兹不变性自发破缺相关的南武-戈德斯通玻色子的作用。利用南武-戈德斯通定理给出了洛伦兹不变性自发破缺的一个简单解释和充分条件。能量密度降低$B \not= 0$被认为主要是由于光子零点能量的偏移。帕斯科94年的比赛。
1994-08-26 hep-th
Quantum Hall Ferromagnets: Induced Topological term and electromagnetic interactions
众所周知，材料如GaAs中的$ν= 1$量子霍尔基态本质上是铁磁的。库仑相互作用的交换部分提供了必要的吸引力来自发地对齐电子自旋。无隙戈德斯通模式是磁化矢量与其固定的基态取向的角度偏差。此外，已知该系统支持带电的自旋skyrmion配置。在文献中有人声称，这些skyrmions是费米子，由于诱导拓扑霍普夫项的有效作用支配戈德斯通模式。然而，有人对从系统的显微镜获得该术语的方法提出了异议。在这篇文章中，我们使用的导数展开的技术来获得，在一个明确的方式，角自由度的有效作用，包括霍普夫项。此外，我们还将微扰电磁场耦合到微观费米子系统中，以研究它们对自旋激发的影响。我们已经得到了一个优雅的表达电磁耦合的角度变量描述这些自旋激发。
1998-08-07 cond-mat.mes-hall hep-th
The Correlator of Topological Charge Densities at low $Q^2$ in QCD
在低$Q^2$区域计算了QCD中拓扑电荷密度$χ(Q^2)$的关联函数。基于沃德恒等式证明了低能定理。使用了最近由QCD求和规则\cite{1}得到的一阶导数$χ^{\prime}(0)$的值。在考虑$η-π$混合的情况下，计算了准Goldstone玻色子作为中间态在关联函数中的贡献.
1998-11-02 hep-ph hep-th
Higgs Mechanism in the Presence of a Topological Term
本文研究了任意时空维拓扑质量规范理论中阿贝尔规范群和非阿贝尔规范群的Higgs机制。我们表明，当传统的希格斯势与拓扑项共存时，规范场通过同时“吃"南武-戈德斯通玻色子和更高秩的张量场而变得有质量，而不是一个新的无质量的标量场在物理谱中被"省略”。由于这个新的无质量场的出现，物理自由度的数目在自发对称性破缺前后保持不变。此外，新的领域是一个物理的和积极的规范状态的事实是严格的证明，通过执行明显的协变量化的模型在三维和四维。在这个机制中，拓扑项的存在使得规范场的质量可以以一种非平凡的方式移动。
2001-06-23 hep-th
Emission of Nambu-Goldstone bosons from the semilocal string network
The University of Tokyo（东京大学）；Tohoku University（东北大学）
本文研究了半局部弦网络在早期宇宙中产生大量轻伪NG玻色子作为暗物质的可能性。
2026-02-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Topological Solitons from DeConstructed Extra Dimensions
4+1维Yang-Mills规范场存在一种拓扑类牛顿场组态。当额外的维度被压缩到3+1维与周期性晶格边界条件，这些对象重新出现在低能量有效理论作为一个新的解决方案，规范玻色子Skyrmion。当低能理论自发地破裂时，Nambu-Goldstone模式发展为VEV，规范玻色子Skyrmion变形为`t Hooft-Polyakov π。
2001-12-04 hep-ph hep-th
Counting rule of Nambu-Goldstone modes for internal and spacetime symmetries: Bogoliubov theory approach
当连续对称性自发破缺时，出现具有线性和二次色散关系的南武-戈德斯通模（NGM），分别称为I型和II型。我们提出了一个框架来计算这些模式，包括应用标准的Gross-Pitaevskii-Bogoliubov理论的色散关系的系数。我们的方法主要是基于（i）Bogoliubov方程的零模解起源于自发对称性破缺和（ii）它们的广义正交关系，这自然地产生于著名的Bogoliubov变换，在本文中被称为“$σ$ -正交性”。与以前的作品不同，我们的框架是适用的，没有任何修改的情况下，有额外的零模式，这并没有一个对称的起源，如准NGM，和/或时空对称性自发破缺的拓扑孤子或涡旋的存在。作为该公式的副产品，我们还对玻色Bogoliubov方程和Bogoliubov变换的数学进行了简洁的总结，这成为任何Bogoliubov准粒子问题的基础。用旋量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中的各种例子说明了一般结果。特别是，自旋3 BEC的结果包括新的发现，如类型I-类型II的转变和增加的类型II的色散系数所造成的线性无关的零模式对。
2015-01-07 cond-mat.quant-gas hep-th
Restoration of residual gauge symmetries due to topological defects and color confinement in the Lorenz gauge
本文在洛伦兹规范下考虑拓扑缺陷，重新研究剩余规范对称性恢复条件，指出其与Kugo-Ojima色禁闭判据的等价性需在包含拓扑位形时重新审视。
2025-03-29 hep-th
Towards a 2d QFT Analog of the SYK Model
我们提出了一个二维QFT推广的Sachdev-Ye-Kitaev模型，我们认为保留了它的大部分功能。该模型的UV极限由拓扑Ising CFT的$N$拷贝描述。完整的相互作用模型表现出共形对称的IR和一个新兴的伪戈德斯通模式，从破碎的重新参数化对称。我们发现，Goldstone模式的有效作用与3D AdS重力作用相匹配，被视为边界度量的函数。我们计算的谱密度和共形不变性的领导偏差看起来像一个$T \bar{T}$变形。我们评论的IR有效行动和刘维尔CFT之间的关系。
2017-06-21 cond-mat.str-el hep-th
Non-topological solitons in field theories with kinetic self-coupling
研究了一类具有动力学自耦合的非线性相对论拉格朗日场论的一些基本性质。我们把注意力集中在理论承认静态，球对称的解决方案，在三个空间维度是有限的能量和稳定的。我们确定这些非拓扑孤子解的存在性和稳定性的一般条件。特别是，我们进行了线性稳定性分析，超出了通常的德里克标准。在这些考虑的基础上，我们得到了上述一类非线性场论的孤子支持成员的完整表征。然后，我们根据孤立子场的中心和渐近行为对孤立子支持理论进行了分类，并提供了属于每个相应子族的模型的说明性明确的例子。在目前的工作中，我们限制我们的考虑，一个和多个组件的标量模型。我们证明了在这些情况下，有限能量静态球对称解对保电荷扰动是稳定的，只要模型的真空能量为零，能量密度是正定的。我们还简要讨论了扩展本方法的模型，涉及其他类型的字段，但详细研究这种更一般的情况下，将在一个单独的出版物。
2007-08-07 hep-th
Lorentz violation and topological defects
如果洛仑兹对称性被破缺，它一定是动态发生的，通过一个矢量或张量场，其势能迫使它在“真空”中呈现非零的背景期望值。如果这个势（真空流形）的极小值集有一个非平凡的拓扑，那么就可能出现拓扑缺陷：当我们在不同的方向上走向无穷远时，场接近不同的势极小值的稳定解。我讨论了这些拓扑缺陷的背景下，洛伦兹对称性破缺的研究现状，包括最近的结果有关的双折射光弯曲的解决方案，并寻找模型支持宇宙弦和畴壁缺陷。
2014-03-13 hep-th
Stable skyrmions from extra dimensions
我们表明，从紧凑的五维模型产生的skyrmions有稳定的大小。我们数值计算了Skyrmion组态，并计算了它们的大小和能量。虽然它们的大小很大程度上取决于定域动力学项的大小，但它们的能量与模型无关，范围在50-65倍F_pi ^2/m_rho之间，其中F_pi是戈德斯通衰变常数，m_rho是卡鲁扎-克莱因最小质量。这些skyrmion组态介于小的4D YM瞬子和由Goldstone和大质量矢量玻色子组成的4D skyrmion之间。与原始的4D skyrmion和以前的5D扩展相反，这些配置的尺寸大于截止尺度的倒数，因此它们在我们有效的5D方法中是可信的。这样的孤子粒子可以有有趣的现象学后果，因为它们携带类似于重子数的保守拓扑电荷。
2007-12-19 hep-ph hep-th
On the classification of topological defects and textures
有序相位所产生的自发破缺的连续对称性有效地描述了西格玛模型的映射到陪集空间的Goldstone模式。一个经典的问题是对西格玛模型的拓扑扇区进行分类。在简单的情况下，这可以用目标空间的同伦群来表示;但一般来说，这是一件复杂的事情-即使在二维空间中-也缺乏通用方法。在这封信中，我们介绍了一种技术，系统地分类拓扑部门的西格玛模型在不同的维度上使用的框架基础上更高的分类推广的基本组。作为示范，我们恢复了一些已知的结果，并得到了新的结果。技术和相关的数学结构在这封信中只定性描述;细节可以在我们的配套文件中找到。
2018-10-30 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Topological effective field theories for Dirac fermions from index theorem
狄拉克费米子在高能物理学中扮演着核心角色，但众所周知，它们也以准粒子的形式出现在几个支持拓扑有序的凝聚态系统中。本文给出了一种导出一般背景下无质量狄拉克费米子与矢量场和轴矢量规范场耦合的拓扑有效作用量的一般方法。我们的策略的第一步是标准的（在厄米特的情况下），包括在连接的狄拉克算子的行列式与相应的分析指标通过zeta函数正则化。然后，我们引入一个合适的热核分裂，自然选择行列式的纯拓扑部分（即拓扑有效作用）。这种拓扑有效作用量用规范场表示，使用Atiyah-Singer指数定理计算拓扑项的分析指数。本文的主要新结果是提供了一个一致的推广这种方法的非埃尔米特的情况下，一个定义良好的行列式不存在。支持相对论性费米子的量子系统可以通过相应的拓扑有效场论，根据它们对（外部或涌现的）规范场存在的响应进行拓扑分类。
2013-09-29 cond-mat.mes-hall gr-qc hep-th
Theory of Topologically Ordered Superfluids in 2+1 Dimensions
Cornell University（康奈尔大学）
本研究针对2+1维自发破缺电荷U(1)c对称性的玻色子系统，建立拓扑有序超流体的表征框架，通过双向规范映射编码其拓扑数据，还给出含非阿贝尔涡旋的实例，为相关研究提供理论基础。
2026-10-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
dRGT theory of massive gravity from spontaneous symmetry breaking
本文提出了一个庞加莱次同态不变量规范理论的拓扑作用量。我们证明了存在Higgs相，其中规范对称性自发破缺为对角Lorentz子群，并给出了Einstein-Hilbert作用量加上dRGT势项。在这个真空中，有五个（三个来自戈德斯通模式）传播自由度，它们形成了一个大质量自旋2粒子的极化，一个额外健康的重标量（希格斯）模式和没有Boulware-Deser鬼模式。我们进一步证明了作用量可以从四维空间的拓扑de Sitter不变量规范理论的极限导出。
2018-05-15 gr-qc hep-ph hep-th
Topological Defects in the Georgi-Machacek Model
我们研究拓扑缺陷的Georgi-Machacek模型中的分层对称性破缺，其中额外的三重态获得真空期望值之前的双重。我们发现在这个模型中拓扑稳定的非阿贝尔域壁和非阿贝尔通量管（涡）的可能性。在消失的$U(1)_{\rm Y}$规范耦合的限制，其中保管对称性变得准确，存在的涡旋自发地打破保管对称性，从而引起$S^2$ Nambu-Goldstone（NG）模式的本地化的涡旋对应于非阿贝尔通量。涡是由这些自由度不断退化，从而称为非阿贝尔。通过考虑$U(1)_{\rm Y}$规范耦合，保管对称性被明确打破，NG模式被解除，所有的非阿贝尔涡旋落入一个拓扑稳定的$Z$ -弦。这与SM中的$Z$ -弦是非拓扑的并且在实际参数区域是不稳定的相反。非阿贝尔畴壁也破坏了保管对称性并且伴随着局域化的$S^2$ NG模。最后，我们讨论了以通量管为边界的区域壁解的存在性，其中它们的$S^2$ NG模式匹配。畴壁可能会通过产生一个由通量管环界定的洞而量子力学地衰变，并且在宇宙学上是安全的。不稳定畴壁产生的引力波可以通过未来的实验检测到
2018-01-31 hep-ph hep-th
Topological field theory of dynamical systems
这里，它表明，任何随机或确定性连续时间动力学模型的路径积分表示是一个上同调或Witten型拓扑场论，即，具有全局拓扑超对称性（Q-对称性）的模型。和许多其他超对称一样，Q对称必须是微扰稳定的，这是因为一般称为非重整化定理。因此，所有（平衡）动力学模型被分为三大类：具有未破缺Q对称性的马尔可夫模型，具有在平均场水平上自发破缺的Q对称性的混沌模型，例如，分形不变集（例如，奇异吸引子），以及由瞬子-反瞬子组态凝聚（地震、雪崩等）动态破坏Q对称性的间歇或自组织临界（SOC）模型。SOC是一个全维相分离的混沌和马尔可夫动力学。然而，在确定性极限下，反瞬子消失，SOC坍缩到“混沌边缘”。戈德斯通定理背后的时空自相似性的Q-破缺阶段已知的名称，如代数统计的雪崩，1/f噪声，对初始条件的敏感性等的其他基本区别Q-破缺阶段是，他们可以有效地被视为量子动力学，他们也必须有时间反演对称性自发破缺。非平衡态下的Q对称性破缺（猝灭、巴克豪森效应等）也进行了简要讨论。
2012-08-30 hep-th math-ph math.MP
Theory of topological defects and textures in two-dimensional quantum orders with spontaneous symmetry breaking
我们考虑具有长程序的二维量子多体系统，其中光谱中唯一的无隙激发是自发破缺的连续对称性的Goldstone模式。为了理解局域序参量的经典长程序与基态长程纠缠的量子序之间的相互作用，我们研究了这类系统的拓扑点亏损和序参量的织构.我们证明了点缺陷和织构的普适性质是由具有非涨落序参量的破缺基态中的剩余对称性丰富的拓扑序决定的，并基于暴胀限制正合序列对它们的性质进行了分类.我们强调了我们的理论框架所揭示的一些现象。首先，在没有内在的拓扑秩序，我们显示了点缺陷和纹理的对称性之间的连接，以解除量子临界。第二，当破缺基态具有内禀拓扑序时，我们证明了点缺陷可以置换不同的任意子。它们也可以服从投射融合规则，在这个意义上，多个漩涡可以融合成一个阿贝尔任意子，我们创造了“缺陷分形”的现象。最后，我们给出了一个计算阿贝尔拓扑序下纹理（skyrmions）所携带的分数统计和分数量子数的公式。
2022-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
