Charge and energy fractionalization mechanism in one-dimensional channels
我们研究的问题注入单电子相互作用的一维量子系统，电子量子光学的基本积木。众所周知，这样的注入导致电荷和能量分馏。我们通过计算注入能量分辨电子后动量和能量域中的非平衡电子分布函数阐明了这一概念。我们的结果揭示了如何通过注入电子产生粒子-空穴对而发生分馏。特别地，我们关注具有一对反向传播通道的系统，并详细分析了由注入产生的各手征分数激发的性质。我们提出了在拓扑量子霍尔或量子自旋霍尔边缘态中获得它们的能量和动量分布函数的可能途径。
2017-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractionalization of Coset Non-Invertible Symmetry and Exotic Hall Conductance
本文研究(2+1)维拓扑序中陪集不可逆对称性的分数化现象，通过场论和量子双模型展示任意子携带分数电荷的机制，并提出利用三明治构造方法构造对称性缺陷，证明该系统具有分数化连续不可逆对称性和明确定义的电霍尔电导。
2025-05-07 cond-mat.str-el hep-th
Dynamical solitons and boson fractionalization in cold-atom topological insulators
我们研究了无公度密度下的$\mathbb{Z}_2$玻色-哈伯德模型，该模型描述了一个一维相互作用玻色子系统，其隧穿由动力学$\mathbb{Z}_2$场修饰。在相称的密度，该模型被称为主机交织的拓扑相，其中长程序共存的非平凡的拓扑性质。当系统被掺杂到某些无公度填充物时，这种自发对称性破缺（SSB）和拓扑对称性保护之间的相互作用引起了有趣的分数拓扑现象。特别是，我们在此显示如何拓扑缺陷的$\mathbb{Z}_2$字段可以出现在基态，连接不同的SSB部门。这些缺陷是动态的，可以携带拓扑电荷和分数粒子数穿过晶格。在硬核极限中，这种现象可以通过体缺陷对应来理解。使用泵浦参数，我们表明，它也生存有限的相互作用，展示如何玻色子分馏可以发生在强相关的玻色子系统，其中的主要成分已经实现了冷原子实验。
2020-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Signatures of Electron Fractionalization in Ultraquantum Bismuth
由于巡游电子的费米波长较长，元素铋（与大多数金属不同）的量子极限可以在中等磁场下达到。电子的量子化轨道随磁场的增加而缩小。超过量子极限，这些轨道的周长变得比费米波长短。我们研究了传输系数的单晶铋高达33特斯拉，这是深在这个超量子极限。能斯特系数呈现出三个意想不到的最大值，这三个最大值伴随着霍尔系数中的准平台。结果表明，这种散装元素可能会举办一个异国情调的量子流体让人想起与分数量子霍尔效应，并提出了电子在三维金属的分馏问题。
2008-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin fractionalization at the edge of quantum Hall fluids induced by bulk quasiparticles
该研究定义了存在体准粒子的量子霍尔态边缘的可测量自旋，揭示其分数值源自体准粒子的分数自旋，提出不依赖波函数全局对称性的几何图像，并通过矩阵乘积态计算验证了结果。
2025-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Phonon dynamics in the Kitaev spin liquid
在量子自旋液体中寻找分馏在很大程度上依赖于它们与环境的解耦。然而，自旋-晶格相互作用在实际环境中是不可避免的。虽然由于自旋-晶格耦合的梯度形式，Majorana费米子避免了强烈的衰变，但声子动力学的研究可以作为自旋自由度分数化的间接探针。在这里，我们建议，可以看到的声音衰减和霍尔粘度的分馏签名。尽管这两个量都与声子自能的虚部有关，但它们的起源却完全不同，霍尔粘度需要时间反演对称性破缺。首先，我们计算由于声子散射的一对马约拉纳费米子的声音衰减，并表明它是线性的温度（$\sim T$）。我们认为，它有一个特定的角度依赖性提供的信息，自旋晶格耦合和低能马约拉纳费米子谱。在时间反演对称性的情况下，观察到的效果进行了分析。我们从含时间反演对称性破缺项的微观哈密顿量中得到了声子霍尔粘性项。重要的是，霍尔粘性项混合了纵向和横向声子模式，并以独特的方式使光谱重整化，这可以在光谱测量中进行探测。
2020-07-27 cond-mat.str-el
Mechanism for particle fractionalization and universal edge physics in quantum Hall fluids
推进一个严格揭示分数量子霍尔（Fractional quantum Hall，HALL）流体的基本拓扑特征的微观框架是在强耦合拓扑物质分类方面取得进展的先决条件。在这里，我们提出了一个二次量子化框架，有助于揭示一个精确的融合机制粒子分馏在BARCH流体，并揭示背后的基本结构的凝聚的非本地运营商的特征拓扑秩序的最低朗道水平（LLL）。我们展示了准电子Berry连接导致其分数电荷和交换统计的第一个精确的解析计算，并进行蒙特卡罗模拟，数值确认准粒子的融合机制。因此，例如，在$ν=1/3$ Laughlin流体中，两个准空穴加上一个电荷电子$e$导致一个精确的分数电荷准电子$e/3$，并交换统计数据$1/3$。我们表示，在一个紧凑的方式，序列（玻色子和费米子）Laughlin二次量子化状态突出缺乏本地凝聚。此外，我们提出了一个严格的建设性的子空间玻色字典的散装流体和建立普遍的长距离行为的边缘激发，制定一个猜想的基础上的DNA，或根状态，的BARTH流体。
2022-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Quasi-fractionalization of spin in a cluster-based Haldane state supported by chirality of a triangular spin tube
本研究在三角自旋管中提出Haldane态与手性的扩展，实现自旋-1/2的准分数化（四分之一自旋），并通过解析和数值方法确认边缘态，为新型量子态奠定基础。
2021-08-02 cond-mat.str-el
From Fractionalization to Chiral Topological Superconductivity in a Flat Chern Band
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本研究揭示平陈能带中相互作用电子可形成带中性马约拉纳费米子边缘模的手性f波拓扑超导体，其源于具有反常霍尔效应的相互作用诱导金属态，为相关二维材料体系的拓扑超导研究提供了理论依据。
2025-10-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Designing topology and fractionalization in narrow gap semiconductor films via electrostatic engineering
该研究提出仅用外部静电超晶格势在窄隙半导体薄膜中构造拓扑平微带，证明其可在零磁场下承载整数与分数量子反常霍尔态及复合费米液体相。
2025-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Weyl spin liquids
在相互作用的量子多体系统中量子数的分数化是凝聚态物理的中心主题，突出的例子包括量子霍尔液体中电子的分数化或自旋冰材料中磁单极的出现。在这里，我们讨论的磁矩在三维Kitaev模型到马约拉纳费米子（和一个$\mathbb Z_2$规范场）和他们的紧急集体行为的分馏。我们分析表明，Majorana费米子形成Weyl超导Kitaev模型上最近合成的超蜂窝结构的$β$ -Li $_2$ IrO $_3$时，施加磁场。我们的拓扑保护的体积和表面特征的这种状态，我们称之为外尔自旋液体，包括热力学和运输签名。
2015-04-15 cond-mat.str-el
Symmetry Fractionalization in Two Dimensional Topological Phases
对称分数化描述了二维拓扑系统中激发在对称性下以分数方式变换的有趣现象。例如，在分数量子霍尔系统中，激发可以携带分数电荷，而组成系统的电子具有电荷1。一个重要的问题是要了解什么样的对称分解（SF）模式是可能的给定不同类型的拓扑顺序和不同的对称性。近年来，在对SF模式进行分类方面取得了很大进展，为深入了解自旋液体和拓扑绝缘体等系统的强相关实验特征提供了重要的参考。我们回顾了这方面的最新发展。首先，它表明，SF模式需要满足一些简单的一致性条件。更有趣的是，人们认识到，一些看似一致的SF模式实际上是“不一致的”，即它们不能在严格的2D系统中实现。我们回顾了各种方法，已经开发出检测这种异常。应用这样的理解二维自旋液体允许一个列举所有潜在的可实现的SF模式，并提出数值和实验探测方法来区分它们。另一方面，反常的SF图案被证明存在于3D系统的表面上，并且反映了3D块体中的非平凡顺序。我们回顾了这种例子，其中体状态是拓扑绝缘体，拓扑超导体，或有其他对称性保护的拓扑秩序。
2016-06-24 cond-mat.str-el
Anyons in integer quantum Hall magnets
强关联分数量子霍尔液体支持分数激发，这可以理解的绝热通量插入参数。第二种方法是通过弱相互作用的电子耦合到拓扑非平凡的背景，如聚乙炔。在这里，我们表明，电子分馏结合这些机制的功能发生在非共面巡回磁系统，整数量子霍尔物理产生的电子耦合到磁背景。在这样的系统中，拓扑稳定的磁涡旋携带分数（通常是无理数）电子量子数，并表现出阿贝尔的任意子统计。我们分析这些拓扑缺陷的属性映射到有效的非阿贝尔矢量势的磁纹理的扭曲。我们支持我们的分析结果与广泛的数值计算。
2013-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Higher-Winding Fractionalization
Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；William & Mary（威廉与玛丽学院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
该研究探讨高阶缠绕斯格明子纹理产生的 emergent 磁场驱动的 BKT 相变，揭示分数化相与介电晶相间拓扑特征及量子化缠绕数的差异。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractionalization induced structural domain patterns in U(1) quantum spin liquids
量子自旋液体中分馏准粒子的出现为阻挫磁体中大量的非常规现象提供了服务。在我们的工作中，我们探索了这种分馏准粒子的各种畴模式，特别是集中在U（1）量子自旋液体中的电荷缺陷。我们认为，电荷缺陷之间的紧急长程相互作用导致具有不同长度尺度的特征结构，它们可以通过相互作用强度的比率来控制。在这种情况下，自旋冰相是弱相互作用电荷的稀气体，而宏观电荷缺陷人口自然发展大库仑相互作用极限的电荷有序。有趣的是，我们发现，竞争的自旋相互作用可以自然地引起稳定的马赛克结构的电荷缺陷的情况下，均匀有序。它们的特点是具有有限长度尺度的类液体相关性。动态和静态的相关性证实了这种镶嵌结构中的中间秩序的出现。通过建立微观自旋哈密顿量，我们还提出了独特的签名，在静态自旋相关检测这种空间结构的电荷缺陷。我们推测缺陷布居的畴型可能是揭示自旋液体中观察到的不寻常动力学性质的一个潜在标志。
2023-03-13 cond-mat.str-el
Fractional charges on an integer quantum Hall edge
我们提出了在\emph{integer}量子霍尔边缘态中产生和检测分数电荷激发的方法。由于在不同边缘沟道上传输的电子之间的库仑相互作用，发生了电荷分馏。类孤子集体激发的分数电荷可以在时间分辨或频率相关的散粒噪声测量中观察到。
2009-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Viewpoint: Toward Fractional Quantum Hall physics with cold atoms
关于Nigel R. Cooper和Jean Dalibard，“利用光通量晶格达到分数量子霍尔态”，Phys.Rev.Lett。110，185301（2013）和N. Y. Yao、黄毛菊A. V. Gorshkov，C. R. Laumann，A. M. Läuchli，J. Ye，and M. D. Lukin，“Realizing Fractional Chern Insulators in Dipolar Spin Systems”，Phys. Rev. Lett. 110，185302（2013）。研究人员提出了使用超冷原子和分子重建分数量子霍尔物理学的新方法。
2013-05-30 cond-mat.str-el
Numerical study of fractionalization in an Easy-axis Kagome antiferromagnet
基于精确的数值计算，我们证明了广义Kagome自旋模型在易磁化轴极限下，在很宽的相空间范围内都呈现出自旋液态、拓扑简并的基态。我们提出了一个（据我们所知的第一个）明确的计算的间隙（和分散）的“vison”的激发，指数衰减的自旋和vison 2-点扩散器，deconfined，fractionalized和gapped自旋的标志。自旋液相区域包括一个点，在该点上，模型等价于具有纯双自旋相互作用的海森堡模型。在这个范围之外，负的“势”项将一阶跃迁调谐到磁有序态。根据低能谱讨论了相变的性质。这些结果极大地扩展了以前研究该模型在精确可解点附近的结果和范围。
2004-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Half-integer quantized anomalous thermal Hall effect in the Kitaev material $α$-RuCl$_3$
在磁性绝缘体中由Majorana边缘模式介导的热传输导致半整数热量子霍尔电导，最近已经报道了二维蜂窝材料$α$ $_3$。虽然传统的电子霍尔效应需要一个垂直的磁场，我们发现，这不是在$α$ -RuCl $_3$的情况。引人注目的是，即使对于没有面外分量的磁场，也出现热霍尔平台。量子化热霍尔电导的场角变化具有与纯Kitaev自旋液体的Majorana能带结构相同的拓扑Chern数符号结构，即$\pm$ 1.半整数异常热霍尔效应的观察结果坚定地表明，Kitaev相互作用是主要的原因，并且即使在$α$ -RuCl $_3$中存在非Kitaev相互作用时，与局部磁矩的分数化相关的非阿贝尔拓扑顺序仍然存在。
2020-01-07 cond-mat.str-el
Unusual thermal Hall effect in a Kitaev spin liquid candidate $α$-RuCl$_3$
Kitaev量子自旋液体显示了量子自旋分裂成马约拉纳费米子。新兴的马约拉纳边缘电流的预测表现在一个有限的热霍尔效应，拓扑超导体中通常讨论的功能的形式。在这里，我们报告的热霍尔电导率$κ_{xy}$测量$α$ -RuCl $_3$，一个候选Kitaev磁铁与二维蜂窝晶格。在自旋液体（Kitaev顺磁）状态下，低于Kitaev相互作用$J_K/k_B \sim 80$ K所表征的温度，正$κ_{xy}$在冷却时逐渐发展，表明存在非常不寻常的巡回激发。虽然零温度属性被掩盖的磁有序在$T_N=7$ K，符号，幅度，和$T$依赖性的$κ_{xy}/T$在中间温度以下的巡回马约拉纳激发的预测趋势。
2018-05-29 cond-mat.str-el
Observation of extended scattering continua characteristic of spin fractionalization in the 2D frustrated quantum magnet Cs2CuCl4 by neutron scattering
利用中子非弹性散射研究了准二维自旋为1/2的海森堡反铁磁体在各向异性三角晶格Cs2 CuCl 4上布里渊区的磁激发.在自旋液相以上的过渡到磁序扩展激发连续观察到，S=1自旋波分解成对的deconfined S=1/2自旋和共振价键（RVB）状态的标志的特征。弱层间耦合稳定无公度螺旋秩序在低温下，并在此阶段进行的总散射重量的一小部分尖锐的磁振子观察到在低能量低于连续下限。线性自旋波理论包括一个和两个磁振子过程可以描述尖锐的磁振子激发，但不能描述占主导地位的连续散射，而不是由参数化的两个自旋截面很好地描述。这些结果表明，从低能量的S=1自旋波到中高能量的S=1/2自旋子的激发性质发生了交叉，如果Cs2 CuCl 4非常接近分数自旋液体和磁有序相之间的过渡，则可以理解这一点。
2003-07-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Existence of strong-pairing quantum Hall phase in bilayer cold atom systems with dipolar interactions
我们研究了具有偶极相互作用的双层费米子冷原子系统，以及一个两分量可调赝势（TCTP）模型，该模型仅保留第零和第一Haldom赝势，总朗道能级填充因子为1/2。对TCTP模型的数值计算结果表明，Haldane-Rezayi态描述了强d波配对和弱d波配对量子Hall相之间的临界点.进一步增加吸引零赝势，系统从强配对相过渡到条纹相，然后过渡到团簇相（或相分离）。如果忽略高阶赝势，偶极相互作用可以映射到强配对相的TCTP模型上。我们的数值结果表明，这确实是事实，所以强配对相位可以在冷原子系统中实现。
2014-10-13 cond-mat.str-el
Fractionalization and Anomalies in Symmetry-Enriched U(1) Gauge Theories
我们对被整体对称群$G$充实的（3+1）dU（1）规范理论中的对称性分分数化和反常进行了分类。我们发现，一般来说，一个简单的富集模式由4个数据指定：$ρ$，从$G$到该$\mathrm{U}(1)$规范理论的对偶对称群的映射，其物理编码了对称性如何置换分数激发，$ν\in\mathcal{H}^2_ρ[G, \mathrm{U}_\mathsf{T}(1)]$，电荷上的对称作用，$p\in\mathcal{H}^1[G, \mathbb{Z}_\mathsf{T}]$，具有玻色子整数量子霍尔（BIQH）态的某些畴壁装饰的指示，以及一个在$\mathcal{H}^3_ρ[G, \mathbb{Z}]$上的torsor $n$，即对磁磁链的对称作用。然而，$(ρ, ν, p, n)$的某些选择在物理上是不可实现的，即它们是异常的。我们发现有两个层次的异常。第一层异常阻碍分数阶激发的退禁闭，称为退禁闭异常。在（4+1）d长程纠缠态的边界上可以实现具有这些反常的态。如果一个状态没有受到去禁闭异常的影响，那么仍然可能存在第二个级别的异常，即更常见的特胡夫特异常，它禁止某些类型的对称性分数化模式以现场方式实现。在（4+1）d短程纠缠态的边界上可以实现具有这些反常的态。我们将这些结果应用到一些有趣的物理例子。
2020-10-09 cond-mat.str-el hep-th
Quantum Hall Effect in a Rotating Bose-Einstein Condensate: An Atomic Twin of the Electronic Brother?
我们利用电子的量子霍尔效应来研究快速旋转的玻色-爱因斯坦凝聚体中可能的原子量子霍尔态。实际上，在QH体系中，目前的问题几乎完美地映射到电子的QH物理学。深刻的地图，使人们能够给出一个物理上有吸引力的定义的填充分数和“原子霍尔电导”，是量子化的原子劳克林状态。这种量子化可能意味着原子质量的一种奇异的分数化。我们还简要地讨论了一个有效的陈-西蒙斯理论描述的原子QH液体中的类引力场自然出现。
2002-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractionalization from Kinetic Frustration in Doped Two-Dimensional SU(4) Quantum Magnets
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Institute for Theoretical Physics, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院理论物理研究所）
研究揭示了在二维SU(4)量子磁体中，通过掺杂缓解动能摩擦，促使电子分裂为自旋子和荷子，从而产生分数化激发，同时探讨了电子掺杂导致铁磁相变的机制。
2026-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Meron ground states of quantum Hall droplets
我们认为，拓扑meron激发，这是在一个强耦合阶段（绑定在对）在无限量子霍尔铁磁体，成为deconfined在有限大小的量子霍尔系统。虽然有效地为较大的系统的重子能量的增长与系统的大小，当旋磁比是小的重子成为最低的躺在一个量子霍尔液滴状态。这是由于在重子结构中建立的多体相关性使相互作用能最小化的结果。我们证明了这一点，通过使用平均场ansatzes的介子波函数。与以前的工作相比，ansatzes将使我们能够考虑更大的系统尺寸[A。Petkovic和M.V.Milovanovic，PRL 98，066808（2007）]，其中引入了到meron中的分馏。
2009-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
XY* transition and extraordinary boundary criticality from fractional exciton condensation in quantum Hall bilayer
提出在量子霍尔双层中通过分数激子凝聚实现XY*相变，发现连续相变及反常临界性质，并预测边缘存在非凡边界临界性，为实验探索新奇临界行为提供理想平台。
2023-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gapped spin-1/2 spinon excitations in a new kagome quantum spin liquid compound Cu$_3$Zn(OH)$_6$FBr
我们报道了一种新的可果美量子自旋液体候选物Cu $_3$ Zn（OH）$_6$ FBr，它在低于50 mK时不经历任何相变，比反铁磁居里-外斯温度（$\sim$ 200 K）低三个数量级以上.在由$^{19}$ F核磁共振测量得到的均匀自旋磁化率中，观察到低温下明显的能隙开口。我们观察到的特征磁场的依赖性的差距预期的分数自旋1/2自旋激发。我们的实验结果提供了强有力的证据，自旋分形在拓扑有序的自旋系统，类似于电荷的分数量子霍尔态的分数。
2017-06-23 cond-mat.str-el
Emergent XY* transition driven by symmetry fractionalization and anyon condensation
拓扑有序相位中的任意子可以携带相对于所考虑系统的对称群的分数量子数，一个例子是分数量子霍尔效应中准粒子的分数电荷。当这样的任意子凝聚时，所产生的相位必然自发地破坏对称性并显示出局域序参量。本文研究了Toric码中受Ising相互作用扰动的$\mathbb{Z}_2$拓扑序的相图和任意子凝聚跃迁。全局伊辛对称性和晶格空间群对称性之间的相互作用导致任意子的非平凡对称性分解类，并导致两个特征不同的对称性破缺相。为了理解任意子凝聚跃迁，我们使用最近引入的临界环面能谱技术来识别一条以微调（Ising $^2$）* 临界点结束的2+1D XY* 跃迁线。我们提供了数值证据的发生两个对称性破缺模式预测的特定的对称性分馏类的任意子在探索相图。结合量子蒙特卡罗模拟，我们测量不寻常的大临界指数的任意子凝聚过渡的关联函数的缩放，我们确定线（弱）的一阶过渡的相图。作为一个重要的结果，我们讨论了由此产生的2+1D Ashkin-Teller模型的相图，在那里我们证明了环面光谱能够识别紧急XY/O（2）临界行为，从而解决了一些长期悬而未决的问题，在三维Ashkin-Teller模型的领域。为了建立我们的结果的一般性，我们提出了一个领域的理论描述，这是非常符合数值结果。
2022-10-10 cond-mat.str-el quant-ph
Fractional Spin Quantum Hall Effect in Weakly Coupled Spin Chain Arrays
本文研究弱耦合自旋-1/2链阵列，提出利用空间调制磁场和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用实现整数与分数自旋量子霍尔效应相及手性自旋液体，并通过玻色化和重整化群分析揭示其拓扑机制与实验实现途径。
2024-02-16 cond-mat.str-el
Spinless Charged Excitation at the Interface between a Conventional Topological Insulator and a Topological Mott Insulator
University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Flatiron Institute（平坦研究所）；Columbia University（哥伦比亚大学）
研究传统拓扑绝缘体与拓扑莫特绝缘体界面，用密度矩阵重整化群计算三角晶格霍夫施塔特 - Hubbard 模型，发现界面有无自旋带电激发，通过多种方式识别，还表征了两体相激发。
2026-11-03 cond-mat.str-el
Non-equilibrium bosonization of fractional quantum Hall edges
Karlstad University（卡尔斯特德大学）；Konkuk University（建国大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
本文提出非平衡玻色化框架，研究分数量子霍尔边缘输运特性，揭示任意子碎片化对输运观测的影响。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fermionic symmetry fractionalization in (2+1)D
本文以广义费米对称群$G_f$为基础，发展了（2+1）维物质的费米拓扑相的对称性分形理论。一般来说，$G_f$是玻色子对称群$G_b$通过费米子宇称的中心扩展，$(-1)^F$，其特征在于非平凡的上同调类$[ω_2] \in \mathcal{H}^2(G_b, \mathbb{Z}_2)$。我们展示了如何当地费米子的存在下放置了一些限制的代数数据，定义的行动的对称性的超模张量类别的特点的任意子的内容。我们发现两个单独的障碍，定义对称性分形，我们称之为玻色子和费米子对称性本地化障碍。前者在$\mathcal{H}^3(G_b, K(\mathcal{C}))$中赋值，而后者在$\mathcal{H}^3(G_b,\mathcal{A}/\{1,ψ\})$或$Z^2(G_b, \mathbb{Z}_2)$中赋值，这取决于理论的其他细节。$K(\mathcal{C})$是从任意子到$\mathrm{U}(1)$相的函数服从融合规则的阿贝尔群，$\mathcal{A}$是由阿贝尔任意子的融合定义的阿贝尔群，而$ψ$是费米子。当这些障碍物消失时，我们发现，不同的对称细分模式形成一个torsor在$\mathcal{H}^2(G_b, \mathcal{A}/\{1,ψ\})$。我们研究了一些例子中的细节，特别是我们提供了一个表征的费米Kramers退化所产生的对称类DIII在这个一般的框架…
2022-01-07 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Classification of fractional quantum Hall states with spatial symmetries
分数量子霍尔态（英语：Fractional quantum Hall state，缩写为HHH）是富量子拓扑态的例子：除了对对称性破缺具有鲁棒性的内在拓扑序之外，它们还具有受量子保护的拓扑不变量，例如任意子的分数电荷和分数霍尔电导率。在本文中，我们通过使用最近开发的用于SET的$G$ -交叉编织张量范畴（$G\times$ BTC）框架，建立了具有空间对称性的FQH状态的对称保护拓扑不变量的全面理论，该理论适用于阿贝尔和非阿贝尔拓扑状态。我们考虑系统与$U(1)$电荷守恒，磁平移，和空间旋转对称性，在连续和所有的$5$取向保持晶体空间群在两个维度，允许任意合理的磁通量每个单元格，并假设对称性不置换任意子。在晶体环境中，适用于分数陈氏绝缘体和自旋液体，对称性分数化的充分特点是推广到非阿贝尔状态的电荷，自旋，离散扭转和面积矢量，其中指定分数电荷，角动量，线性动量和分数化的平移代数为每个任意子。拓扑响应理论包含$9$项，这些项将电荷、线动量和角动量附加到磁通量、晶格位错、向错、角和面积单位。使用的$G\times$ BTC形式主义，我们推导出的公式有关的电荷填充的霍尔电导率和通量每单位电池;在连续这涉及填充分数和霍尔电导率，而不假设伽利略不变性。我们提供了系统的公式拓扑不变量内的$G\times$ BTC框架，这给出了，例如，一个新的分类定义的霍尔电导率。
2020-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Quantum Hall spin liquids and their possible realization in moiré systems
最近，在两个莫尔石墨烯系统中观察到了在零（或非常小）磁场中具有陈数$C=1$和$C=2$的陈绝缘体：扭曲双层石墨烯和ABC三层石墨烯，两者都与六方氮化硼（h-BN）衬底对齐。这些陈氏绝缘体状态的出现是由于这些系统的陈氏带中的许多体效应，当它们被部分填充到一个总的整数填充$ν_T = 1,3$（包括自旋和谷自由度）。一个简单的可能的解释是从哈特里-福克平均场论预测谷和自旋极化在零带宽限制，类似于“量子霍尔铁磁性”在朗道水平。虽然谷极化是暗示由现有的实验，自旋自由度的命运目前还不清楚。在本文中，我们提出了替代谷极化-而不是自旋极化-候选人所观察到的QAH效应。对于填充$ν_T=1$时的谷极化自旋Chern带，通过自旋-电荷分离描述了一类奇异的Chern绝缘体相：电荷处于具有量子化霍尔电导率的常规Chern绝缘体相，而自旋则形成具有分数化的无序自旋液相，我们称之为量子霍尔自旋液体.我们利用费米子-施温格玻色子部分子理论构造了一类简单的$Z_2$量子霍尔自旋液体，类似于我们熟悉的$Z_2$自旋液体.自旋子从$Z_2$量子霍尔自旋液体中凝聚可以导致量子霍尔反铁磁体，这是实验观察到的陈氏绝缘体的另一个不那么奇特的候选者。我们提供了几个实验方案来探测量子霍尔自旋液体和量子霍尔反铁磁相。
2020-10-05 cond-mat.str-el
Gauging Lie group symmetry in (2+1)d topological phases
本文提出一个代数框架，通过扩展对称群并规范一形式对称性，在(2+1)d拓扑相中实现李群对称性的规范化，并给出反常的拓扑项确定方法。
2022-11-30 cond-mat.str-el hep-th math.QA
Quantum Phases in Twisted Homobilayer Transition Metal Dichalcogenides
School of Physics and Technology, Wuhan University（武汉大学物理科学与技术学院）；Wuhan Institute of Quantum Technology（武汉量子技术研究院）；Department of Physics, University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校物理系）
研究扭曲同层过渡金属二硫化物中的量子相，揭示其拓扑带结构、电子相互作用和对称性破缺等机制，探索强相关和拓扑相的物理特性。
2025-09-09 cond-mat.str-el
Measuring Spin-Charge Separation by an Off-diagonal Dissipative Response
Graduate School of China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生部）
通过非对角耗散响应协议探测自旋电荷分离，揭示其时间特征并验证分数化现象。
2026-02-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Universal chiral Luttinger liquid behavior in a graphene fractional quantum Hall point contact
University of California at Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
研究在石墨烯中观察到手性Luttinger液体行为，并利用强耦合物理实现无损耗电压升压变压器。
2022-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Anomalous Hall Effect with Cold Atoms Trapped in a Square Lattice
我们提出了一个在各向异性正方形光晶格中实现和探测量子反常霍尔效应的实验方案。通过引入原子与光相互作用诱导的周期规范势，给出了最近邻格点跃迁的Peierls相位。通过计算系统的Chern数和手征无带隙边缘态，研究了量子化的反常霍尔电导率。此外，我们还详细地证明了通过边缘态和体态的光布拉格散射进行实验检测的可行性，利用这种方法可以确定从通常的绝缘相到量子反常霍尔相的拓扑相变。
2010-03-13 cond-mat.str-el quant-ph
Jastrow-Luttinger Fractional Liquids
在本文中，我们提出了一个描述Halfton的Luttinger液体，它平行于Laughlin的分数量子霍尔（Fractional Quantum Hall，简称HLH）不可压缩流体的理论，都表现出类似的基态以及分数激发。这两种非费米液体是低维量子液体的一般结构的实例，我们建议将其称为Jastrow-Luttinger分数液体。这种液体的一个重要特征是母颗粒的完全分离。特别是，在一个和两个维度的自旋-电荷分离可以实现，并确实建议发生在边缘和散装的非极化量子霍尔系统。
1998-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Role of Quantum Metastability and the Perspective of Quantum Glassiness in Kitaev Fractional Spin Dynamics: An NMR Study
本文通过Na2Co2TeO6的NMR弛豫测量发现，低温下体系并非均匀的Kitaev量子自旋液体，而是呈现量子自旋玻璃特征和量子亚稳态，挑战了Kitaev系统基态的主流认识。
2024-09-03 cond-mat.str-el
Bilayer quantum Hall phase transitions and the orbifold non-Abelian fractional quantum Hall states
我们研究了在双层分数量子霍尔系统中，当层间隧穿和层间排斥被调谐时，可能发生的连续量子相变。我们引入了一个从粒子规范理论来描述一系列从（ppq）阿贝尔双层态到一组非阿贝尔双光子H态的连续跃迁，我们称之为轨道双光子H态，其中Z 4副费米子（Read-Rezayi）态是一个特例.这提供了一个例子，其中Z2电子分馏导致非阿贝尔拓扑相位。与这些轨道状态相关的朴素“理想”波函数和理想哈密顿量一般不对应于不可压缩相，而是位于附近的临界点。我们从零/顶点代数框架模式的角度讨论了这种不寻常的情况，并讨论了这些方法的概念基础的影响。由于这些非阿贝尔态在相图中接近（ppq）双层态，它们可能是实验相关的，既可以作为描述填充分数为8/3和12/5的单层系统中的平台的候选者，也可以作为在双层或宽量子阱中调谐到非阿贝尔态的一种方式。
2010-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Excitons in the Fractional Quantum Hall Effect
本研究在分数量子霍尔效应体系中观测到分数激子的输运特征，发现两种新型量子相，其中一种服从费米与任意子统计，挑战了玻色激子的传统认知。
2024-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Majorana quantization and half-integer thermal quantum Hall effect in a Kitaev spin liquid
二维电子气中的量子霍尔效应是凝聚态物理中最引人注目的现象之一，它涉及到沿样品边缘的拓扑保护的无耗散电荷电流。电导率或分数电导率以$e^2/2π\hbar$为单位测量，其分别与具有分数电荷的电子或准粒子的边缘电流相关联。在这里，我们发现了一种新型的量子化的霍尔效应在绝缘的二维量子磁体。在二维蜂窝晶格上Kitaev相互作用占主导地位的$α$ -RuCl $_3$中，施加平行磁场破坏了长程磁序，导致场诱导的量子自旋液体（QSL）基态具有大量的局域自旋纠缠.在QSL态的低温区，我们报道了二维热霍尔电导$κ_{xy}^{2D}$随外加磁场的变化而达到量子平台。$κ_{xy}^{2D}/T$获得量化值$(π/12)(k_B^2/\hbar)$，其正好是整数QHE中的$κ_{xy}^{2D}/T$的一半。在大块材料中观察到的这种半整数热霍尔电导是电荷中性马约拉纳费米子的拓扑保护手性边缘电流的直接签名，这些粒子是它们自己的反粒子，具有常规费米子的半自由度。这些签名证明了在Kitaev QSL中预测的巡游马约拉纳费米子和$Z_2$通量的自旋细分。在临界磁场以上，量子化消失，$κ_{xy}^{2D}/T$迅速归零，表明在有和没有手征马约拉纳边模的状态之间发生了拓扑量子相变。量子磁体中出现的马约拉纳费米子预计将对强相关拓扑量子物质产生重大影响。
2018-08-01 cond-mat.str-el
Quantum criticality in coupled hybrid metal-semiconductor islands
本研究发现耦合混合金属-半导体结构中动力学库仑阻塞与整数量子霍尔效应的共同作用可实现Luttinger液体共振隧穿，能调控至量子临界区，验证其非费米液体行为，为量子模拟相关奇异零温量子临界现象提供新路径。
2024-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Halperin $(m',m,n)$ fractional quantum Hall effect in topological flat bands
本文在拓扑棋盘晶格平带模型中研究两组分粒子的 Halperin 分数量子霍尔效应，通过精确对角化和密度矩阵重整化群揭示其基态简并和分数化陈数矩阵，为部分自旋极化的分数量子霍尔效应提供了微观哈密顿量范例。
2023-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topologically distinct critical theories emerging from the bulk entanglement spectrum of integer quantum Hall states on a lattice
通过计算对称棋盘双分划下的基态纠缠谱，得到了整数量子Hall态到具有相同对称性的平凡绝缘态的拓扑相变的临界理论.与左右二分下的无带隙边缘激发相反，具有体无带隙激发的量子网络自然地出现在布里渊区中心而无需微调。在一个大的有限晶格上，$ν=1$态的临界理论是（2+1）维相对论量子场论，其特征是\textit{single}狄拉克锥谱和一对\textit{fractionalized}零能态，而对于$ν=2$态，临界理论表现出抛物线谱，在零能态中没有分数化的迹象。通过基态纠缠谱建立了体拓扑理论、无隙边理论和临界理论之间的三角形对应关系。
2014-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
High spatial resolution charge sensing of quantum Hall states
Princeton University（普林斯顿大学）；University of California at Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；Cornell University（康奈尔大学）
该研究提出了一种高空间和能量分辨率的量子反磁态电荷传感技术，用于探测单层石墨烯中量子反磁液体的化学势及电荷分布特性。
2024-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Hall and Synthetic Magnetic-Field Effects in Ultra-Cold Atomic Systems
在这一章中，我们简要回顾了超冷原子气体中合成磁场和量子霍尔效应的理论和实验研究现状。我们专注于整数，自旋和分数霍尔效应，表示连接到拓扑物质，并讨论了实现成熟的规范场理论的合成磁场有自己的动力学的前景。这些系统的优势，传统的电子系统突出。最后，与其他基于光子和捕获离子系统的合成物质平台的跨学科比较。我们希望这一章能说明这一领域近年来取得的令人兴奋的进展。
2022-09-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-lat
Fractional quantum Hall effect arising from repulsive three body interaction
我们考虑一个收集的费米子在一个强磁场耦合的一个纯粹的三体排斥相互作用，并预测复合费米子的形成，导致一个非常丰富的相图包含主机的分数量子霍尔态，复合费米子费米海，和配对过渡。这是完全出乎意料的，因为复合费米子和分数量子霍尔效应的出现通常被认为是强烈的两体排斥的结果。最近在超冷原子和分子方面的理论和实验突破促进了这种系统的实现，在那里可以测试这种物理学。
2010-05-30 cond-mat.str-el
Majorana-Magnon Crossover by a Magnetic Field in the Kitaev Model: Continuous-Time Quantum Monte Carlo Study
Kitaev量子自旋液体通过自旋的分馏来承载Majorana费米子。在磁场中，马约拉纳费米子被预言为拓扑态，半量子化霍尔热导率的发现引起了人们的极大关注。然而，一个可靠的理论仍然难以捉摸的场效应，特别是在有限的温度。在这里，我们提出了无偏的大规模数值计算结果的Kitaev模型在很宽的范围内的磁场和温度。我们发现，非常规的顺磁区域显示分数自旋动力学扩展在有限的温度下，远远超出了预期的拓扑状态在零温度下的字段范围。我们的结果显示了分数Majorana激发和常规磁振子之间的限制-解除限制行为。
2020-03-11 cond-mat.str-el
First-Principles AI finds crystallization of fractional quantum Hall liquids
Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA-02139, USA（麻省理工学院物理系）
MagNet 通过从原理出发的 AI 方法，在强朗德-勒夫混合 regime 中发现分数量子霍尔液体和电子晶体的基态。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cs.AI
Microscopic Study of the Coupled-Wire Construction and Plausible Realization in Spin-Dependent Optical Lattices
耦合线结构提供了特别简单而强大的模型来捕捉物质强相关拓扑相的本质。它们通常依赖于在低能量和强耦合极限下有效的理论，这对它们可以实现的物理系统施加了严格的限制。我们研究了一类耦合线模型的微观相关性及其在冷原子实验中可能的实验实现。我们与以前的结果相联系，证明了分数量子霍尔态在强线间隧穿极限下的出现。与以往的研究依赖于重整化群参数，我们的微观方法暴露了耦合线结构和模型波函数之间的连续朗道水平的连接。然后，我们使用精确对角化的方法来研究这些分数量子霍尔态在更现实的设置的外观。我们研究这些强相关的相位出现的参数制度，并提供了一种方法来检测它们的外观在冷原子实验通过标准的飞行时间测量。在此基础上，我们提出了自旋相关光晶格中冷原子模型的实现方案。我们的估计表明，以前的分数量子霍尔相位位于实验上可访问的参数制度，给他们的实验研究一个可行的路线。
2020-07-01 cond-mat.str-el
