Spontaneous symmetry breaking from anyon condensation
在一个经历连续量子相变的物理系统中,当哈密顿量的某些对称性在基态不能保持时,就会发生自发对称性破缺。在传统的朗道理论中,一个对称群可以分解为任意子群。然而,这不再适用于由对称性丰富的拓扑序(SETO)中的任意子凝聚驱动的连续相变。对于一个SETO描述的$G$交叉编织扩展$\mathcal{C}\subseteq \mathcal{C}^{\times}_{G}$,我们表明,物理上的考虑需要一个连接的代数$A\in \mathcal{C}$承认一个$G$ -等变代数结构的对称性下保持凝聚的$A$。给定任意范畴作用$\underline{G}\rightarrow \underline{\sf Aut}_{\otimes}^{\sf br}(\mathcal{C})$使得对所有$g\in G$有$g(A)\cong A$,我们证明了存在一个短正合序列,其分裂对应于$G$ -等变代数结构.这个序列的不分裂迫使自发对称性破缺下凝聚的$A$。此外,我们表明,如果对称性被保存,有一个正则相关的SETO的$\mathcal{C}^{\operatorname{loc}}_{A}$,和测量这种对称性与任意子凝聚。
2019-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Anyon condensation and its applications
玻色凝聚是我们理解物质量子相的核心。在这里,我们回顾玻色凝聚在拓扑有序的阶段(也称为拓扑对称性破缺),凝聚玻色子与系统中的其他准粒子有非平凡的互统计。我们给出了一个非技术性的概述之间的关系的阶段之前和之后的冷凝,画平行与更熟悉的破坏过渡。然后,我们审查这一现象的两个重要应用。首先,我们描述了这样的冷凝过渡和对有间隙的边界的阶段之间的等价性,以及在相同的两个阶段之间存在多种类型的有间隙的边界的例子。其次,我们讨论了如何这样的过渡可以导致全球的对称性交换或置换任意子类型。最后,我们讨论了临界点的性质,它可以映射到一个传统的相变在某些情况下,但不是所有的情况下。
2017-06-15 cond-mat.str-el
The breaking of quantum double symmetries by defect condensation
本文研究了Hopf现象,更具体地说,研究了量子双对称破缺现象。我们为这种类型的对称性破缺设计了一个标准,该标准比文献中现有的标准更普遍,因此扩展了可以一致描述的可能破缺模式的数量。我们首先回顾为什么量子双代数的扩展对称性概念是一个最佳的工具时,分析了各种各样的二维物理系统,包括量子流体,晶体和液晶。这种方法的力量源于这样一个事实,即人们可以将普通模式和拓扑模式都描述为单个(通常是非阿贝尔)Hopf对称的表示。在原则上,一个完整的分类缺陷介导以及普通的对称性破缺模式和随后的限制现象可以给出。形式主义同样适用于表现出全球,本地,内部和/或外部(即空间)对称性的系统。指出了各种情况下解释的微妙差异。我们表明,霍普夫对称性破缺形式主义再现普通(电)凝聚体的已知结果,我们推导出公式的缺陷(磁)凝聚体也涉及对称性恢复的现象。这些结果适用于两篇论文,将在平行出版。
2006-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Gaining insights on anyon condensation and 1-form symmetry breaking across a topological phase transition in a deformed toric code model
本研究通过形变环面码模型揭示非常规禁闭机制:磁荷可零能移动但需非幺正算子,并基于1-形式对称性破缺解释相变两侧的基态简并性,对拓扑相与高阶对称性联系提出新洞见。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Dirty bosons on the Cayley tree: Bose-Einstein condensation versus ergodicity breaking
基于大规模量子蒙特卡罗模拟,我们研究了分支数为$K=2$的格点中心Cayley树上随机势中硬核玻色子的零温相图。为了研究无序对玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的影响,我们着重研究了零动量密度,探讨了量子相干性,以及单体密度矩阵(1BDM),它的最大本征值控制着非对角长程序.我们进一步研究了它的相关本征态,这带来了有用的信息,这个领先的本征模的实空间特性。在增加随机性,我们发现,该系统经历了一个量子相变在有限的无序强度之间的长程有序BEC状态,完全遍历在大尺度上,和一个新的无序玻色玻璃制度,显示传统的本地化的相干分数,而1BDM显示一个非平凡的代数消失BEC密度一起在实空间中的非遍历占领。这些特殊的属性可以分析捕获的一个简单的现象描述的凯莱树提供了一个物理图片的玻色玻璃制度。
2020-11-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Exciton condensation in strongly correlated quantum spin Hall insulators
本文利用动力学平均场理论研究了强关联量子自旋霍尔绝缘体,发现中等耦合下发生一级激子凝聚相变进入非拓扑磁电绝缘体,并揭示了莫特局域化与螺旋边缘态的演化规律。
2022-12-12 cond-mat.str-el
Exciton condensations in thin film topological insulator
研究了薄膜拓扑带绝缘体中的多体物理,其中边间库仑相互作用可以导致激子凝聚跃迁。研究了激子凝聚量子临界点的普适类。在不同的化学势和相互作用下,激子凝聚可以归属于z = 2平均场、3d XY或Yukawa-Higgs普适类.本文还讨论了激子凝聚与时间反演对称性破缺之间的相互作用。我们的工作预测可以通过实验来测试,通过调整的化学势的薄膜的两个表面上的栅极电压。我们还表明,所有的激子凝聚体的分析可以直接应用到自旋三重态超导相的吸引边间相互作用。
2012-04-26 cond-mat.str-el
Study of Holon Pair Condensation Based on the U(1) Slave Boson Approach to a Modified t-J Hamiltonian
为了得到含空穴的铜酸盐体系的合理的空穴对凝聚相图,我们提出了一个修正的t-J哈密顿量,其中考虑了最近邻空穴之间的库仑排斥项.通过对自由能的研究,我们发现对称破缺可以导致空穴对凝聚。此外,我们还在反铁磁相和超导相之间的中间区域引入了$T=0K$超对称条件的可能性。
1998-12-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Symmetry Enriched Phases via Pseudo Anyon Condensation
我们发现,一个大类的对称性丰富的(拓扑)相位的物质在2+1维可以嵌入在“更大”的拓扑相位-相位描述的更大的隐藏的霍普夫对称。这样的嵌入类似于任意子凝聚,尽管实际上没有物理凝聚发生。这将对称破缺的朗道-金兹伯格范式从连续群推广到量子群--实际上是代数--并在统一的框架中提供了对由此获得的对称性富集(拓扑)相的潜在分类,包括对称性保护的平凡相。
2013-08-21 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Fracton phases via exotic higher-form symmetry-breaking
我们从高阶对称性的角度研究了分形子相的p弦凝聚机制,重点是X立方体模型和秩2的标量电荷理论的例子。这项工作的动机问题之间的关系的分形相位和连续量子场论,也提供了一般原则来描述p弦凝聚独立于特定的晶格模型的建设。我们给出了一个观点,在格模型中的细胞同源性的更高形式的对称性。应用这种观点的耦合层结构的X-立方体模型,我们确定了一个叶状1-形式的对称性,在X-立方体阶段被打破,但保留在解耦复曲面代码层的阶段。标量电荷理论的类似考虑导致了框架1-形式对称。这些对称性与例如相对论性量子场论中出现的标准1-形式对称性不同。我们也给出了一般性的讨论解释p弦凝聚,相关的建设涉及测量的对称性,在更高形式的对称性。
2021-01-02 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Confinement, brane symmetry and the Julia-Toulouse approach for condensation of defects
在这项工作中,电荷限制的现象在各种情况下接近。本文提出了在阿贝尔规范理论中鉴别这种现象的一个普遍判据:膜对称性的自发破缺。这种局部对称性在磁单极子电磁理论中的狄拉克弦模糊性中有最常见的表现。膜对称性的自发破缺意味着狄拉克弦成为膜不变观测的一部分,这隐藏了这种对称性的实现,并在约束状态中发展了能量含量。这种机制的建立可以通过拓扑缺陷的凝聚来实现。有效的理论的约束制度可以得到与Julia-Toulouse处方(最初介绍的对偶机制的阿贝尔希格斯机制)在本文中进行了推广,以成为完全兼容的埃利楚尔定理和描述更一般的凝聚可能打破洛伦兹和离散时空对称性。本文通过一系列不同的应用,提出了一种用于缺陷凝聚的通用方法。
2011-08-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-ph
A Family of Non-Abelian Kitaev Models on a Lattice: Topological Confinement and Condensation
我们研究了一个家庭的非阿贝尔拓扑模型中出现的晶格修改Kitaev模型通过引入单qudit条款。这些项的影响相当于相对于原始系统的离散规范对称性的减少,这对应于显式对称性破缺的广义机制。在各种模型中,拓扑顺序要么部分丢失,要么完全被破坏。新的系统显示凝聚和限制的拓扑电荷存在于标准的非阿贝尔Kitaev模型,我们研究的带状算子代数。
2008-09-23 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
From new states of matter to a unification of light and electrons
长期以来,人们认为朗道破缺理论描述了物质所有可能的状态。最近,我们发现弦网凝聚提供了一种机制,以产生物质的状态超出了破缺的描述。弦网凝聚态的集体激发是我们的老朋友,光子和电子(以及其他规范玻色子和费米子)。这表明我们的真空是弦网凝聚态。我们真空中的光和电子有一个统一的起源--弦网凝聚。
2007-02-13 cond-mat.str-el gr-qc 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