Fractionally charged anyon generated by topological path fusion in magnetic flux lattice
任意子通常以强磁场作用下二维电子气的集体激发形式存在，携带分数电荷，具有费米子和玻色子以外的奇异统计特性。分数量子霍尔效应是迄今为止唯一显示出任意子和分数电荷存在的实验系统。在量子化学或其他物理系统中寻找新的分数电荷序列仍然是理论和实验研究的一个挑战。本文提出了一个围绕一对磁通量的传播路径的拓扑融合理论，以探讨分数电荷的物理起源。该拓扑路径融合理论不仅产生了量子霍尔效应中所有存在的分数电荷序列，找到了量子霍尔效应与积分量子霍尔效应（IQHE）的精确对应，而且预言了量子霍尔效应中新的分数电荷序列.此外，还预测了一维磁通量点阵中的系列无理电荷如$2/(3+\sqrt{2})$，以及二维磁通量点阵中的系列无理电荷如$(1+\sqrt{2})$.即使在三维的磁通量网络中，该拓扑路径融合理论也预言了一系列分数带电的任意子，这与任意子的纽结晶格模型完全对应。事实上，在没有磁场的多连通时空中，这一拓扑路径融合理论依然成立，揭示了粒子强约束量子材料（如具有多孔纳米结构的光子晶体）中分数电荷和质量的普遍存在，为拓扑量子计算开辟了新的道路。
2020-07-17 cond-mat.str-el
Discernible signatures of fractionally charged anyons in a Pfaffian-Laughlin state
Georgia State University（佐治亚州立大学）；University of Manitoba（曼尼托巴大学）
研究通过量子点与不可压缩流体的耦合，揭示了分数电荷任意子在Pfaffian-Laughlin态中的能量色散、电荷密度分布和准孔生成能等特性，为理解这些准粒子的性质提供了新的视角。
2026-06-23 cond-mat.str-el
Scattering of Bunched Fractionally Charged Quasiparticles
Laughlin为解释分数量子霍尔效应而提出的分数带电准粒子的电荷最近被测量所证实。分别在填充因子nu=1/3和2/5下测量电荷q=e/3和e/5（e是电子电荷）。在这里，我们报告了意想不到的群聚的分数电荷，诱导一个非常弱的背散射势在非常低的电子温度（T<10 mK）-推导出的散粒噪声测量。测量在相应填充因子中的背散射电荷q= nue，具体地，q=e/3、q= 2 e/5和q<3e/7。对于相同的设置，但在仅略高的电子温度下，测得的背散射电荷为q=e/3，q=e/5和q=e/7。换句话说，背散射准粒子的聚束发生在足够低的温度下。此外，背散射电流表现出明显的温度依赖性，这是相关的背散射电荷和填充因子。这一观察结果表明存在“低”和“高”温度的背散射状态，每个状态都有其特征电荷和特征能量。
2003-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
From fractionally charged solitons to Majorana bound states in a one-dimensional interacting model
我们考虑一维拓扑绝缘体托管分数带电的带隙中态的存在和不存在诱导超导配对。当邻近效应引起超导关联时，在正负能态相关的离散对称性的保护下，孤子中间带隙态仍然钉扎在零能量处。当超导配对占主导地位的初始绝缘间隙，马约拉纳费米子相发展的一类绝缘体。作为一个具体的例子，我们研究了具有诱导s波超导和排斥Hubbard型相互作用的Creutz模型。对于一个有限的线，没有相互作用，孤子模式起源于非超导模型生存在零能量，揭示了一个四重简并基态。然而，相互作用打破了上述离散对称性，并完全消除了这种简并性，从而产生了独特的基态，其特征在于相对于费米子宇称和键反转的乘积的拓扑体积不变。相比之下，马约拉纳边缘模式是全球强大的相互作用。此外，拓扑马约拉纳相稳定的参数范围扩大时，增加排斥哈伯德相互作用。结合平均场论和密度矩阵重整化群技术，得到了相互作用模型的拓扑相图。
2014-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Deconfined quantum criticality in the two dimensional Kondo lattice model
基于二维Kondo晶格模型研究了从反铁磁金属到重费米子液体的连续量子相变。我们提出反铁磁自旋涨落和传导电子在量子临界点处分裂为中性玻色子和带电的无自旋费米子。这种非限定的量子临界性使我们建立了一个临界场论，它是关于通过突现U（1）规范场相互作用的分数化场。临界场论不仅预言了量子临界点附近的非费米液体物理，而且还恢复了远离量子临界点的费米液体物理。
2005-08-09 cond-mat.str-el
Matrix Density Waves and Fractionally Charged Point Defects in Flavor Weyl Semimetals
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
该研究揭示两种韦尔味通过矩阵值凝聚体形成共线序，产生支持分数电荷点缺陷的拓扑流形，将平移破缺转化为缺陷分数化途径。
2026-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spectral functions and optical conductivity of spinless fermions on a checkerboard lattice
研究棋盘格点上无自旋费米子的动力学性质。我们的主要兴趣是与跳跃$|t|$相比，大的最近邻排斥$V$的极限。光谱函数显示出广泛的低能量激发，这是由于分数带电激发的动力学。此外，它表明，分数电荷有助于电流密度。
2006-04-05 cond-mat.str-el
Deconfined quantum criticality of the O(3) nonlinear $σ$ model in two spacial dimensions: A renormalization group study
研究了二维O（3）非线性$σ$模型{无Berry相的\it}的量子相变.利用非线性$σ$模型的$CP^{1}$表示，得到了玻色自旋子通过紧致U（1）规范场相互作用的有效作用量.基于有效场论，我们发现玻色自旋子在非线性$σ$模型的量子临界点处被退禁闭。强调了自旋子的解除禁闭是{ \it in the absence of Berry phase}实现的。这与Senthil等人的先前研究[Science { \bf 303}，1490（2004）]形成对比，在Senthil等人的先前研究中，Berry相起关键作用，导致自旋子的解除禁闭。这就是为什么即使在没有Berry相位效应的情况下也能得到解除禁闭的原因，因为量子临界点是由XY（“中性”）固定点描述的，而不是IXY（“带电”）固定点。IXY不动点被证明是不稳定的对瞬子激发和瞬子激发增殖。{ \it在IXY固定点处，Berry相位效应抑制了瞬子激发，导致自旋子解除禁闭}。{ \it另一方面，XY固定点被发现对瞬子激发是稳定的，因为在中性XY固定点处有效内部电荷为零}。结果表明，在二维O（3）非线性$σ$模型的量子临界点处，自旋子的解禁闭发生了.
2005-04-12 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
Quasi-particle Tunneling Through a Barrier in the Fractional Quantum Hall Regime
在多连通几何的背景下，研究了分数带电准粒子（QPs）通过势垒的隧穿问题。在此几何体中，全局约束不禁止这样的隧穿过程。计算了隧穿振幅，发现随着系统尺寸的增大，介观量子点主导隧穿向电子主导隧穿过渡，无序的存在提高了电子和量子点主导隧穿速率。
2005-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charged fermions coupled to $\mathbb{Z}_2$ gauge fields: Superfluidity, confinement and emergent Dirac fermions
考虑了一个2+1维荷电费米子与$\mathbb{Z}_2$规范场耦合的模型，研究了该模型中的禁闭跃迁。为了阐明该模型的相图，我们介绍了一种方法来处理高斯定律约束内的符号问题免费的行列式量子蒙特卡罗，在任何电荷密度。对于一般的电荷密度，$\mathbb{Z}_2$规范波动介导的配对和基态是一个带隙的超流体。超流性也出现在受限相中。这让人想起BCS-BEC交叉，除了这里发生真正的零温度转变，在转变附近达到最大值$T_c$。在半填充也得到一个大的费米面，这是在零温度间隙。然而，在增加费米子跳跃的$π$通量阶段是自发产生的，与紧急狄拉克费米子是稳定的对配对。与电子的费米液体相反，$\mathbb{Z}_2$费米子的费米表面体积的变化在没有平移对称性破缺的情况下发生。出乎意料的是，数值计算表明，在解除限制的狄拉克相和受限的超流体之间存在一个单一的连续跃迁，与分裂跃迁的天真预期相反，在分裂跃迁中，费米子的间隙先于限制。
2016-07-13 cond-mat.str-el
Detecting non-Abelian Statistics with Electronic Mach-Zehnder Interferometer
在填充因子为$ν=5/2$的量子霍尔态中，分数带电准粒子将服从非阿贝尔统计。我们证明，它们的统计可以探测在电子马赫-曾德尔干涉仪的传输测量。通过干涉仪的隧穿电流表现出对磁通量的特性依赖性和对可以由栅极电压控制的隧穿幅度的非解析依赖性。
2006-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Unconstrained compact lattice QED$_{2+1}$ coupled to phonons: Gauss sectors, orthogonal semimetal, and deconfined criticality
Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Universität Würzburg（维尔茨堡大学理论物理与天体物理研究所）；Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ctd.qmat（维尔茨堡-德累斯顿卓越集群ctd.qmat）
本研究通过无约束紧致格点QED与声子耦合模型，利用量子蒙特卡罗模拟揭示了正交半金属相，并证明投影到物理希尔伯特空间后退禁闭总是不稳定的，最终趋向于反铁磁或价键固体序。
2026-09-18 cond-mat.str-el hep-lat
Tuning non-linear charge transport between integer and fractional quantum Hall states
不同量子霍尔相位之间的可控点结是发展基于分数电荷准粒子的介观电路的必要组成部分。我们演示了如何利用粒子-空穴对偶性来实现这种点接触结。我们展示了一个实现的情况下填充因子$ν=1$和$ν^*\le1$，其中部分填充$ν^*$和耦合强度可以精细和独立地调整。当$ν^*$从1/3变为1时，观察到从绝缘行为到导电行为的特殊交叉。这些结果突出了点接触处的局部电荷耗尽对边间隧穿所起的关键作用。
2009-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Luttinger's theorem, superfluid vortices, and holography
强耦合场论与重力场的耦合可以通过两种方式被放置在有限密度下：从视界后面发出的电场通量，或者视界外的体电荷场，它们明确地产生密度。我们将讨论对这种区别敏感的场论观测量。如果带电场是费米子的，我们讨论了一个修改后的Luttinger定理，适用于全息系统，其中边界理论费米面的总和只计算视界外的电荷。如果带电场是玻色子的，我们表明，由此产生的超流相的特点是由系数的横向马格努斯力的运动超流涡，这再次是敏感的，只有在视界外的电荷。对于全息系统来说，这些观测量提供了一种场理论的方法来区分双视界持有多少电荷，但它们在更一般的情况下可能是有用的，因为它们可以测量去限制（即“细分”）的电荷自由度。
2012-06-04 cond-mat.str-el hep-th
Deconfined quantum criticality of nodal $d$-wave superconductivity, Néel order, and charge order on the square lattice at half-filling
本文构建方格 SU(2) 规范理论并映射到扩展 Hubbard 模型，刻画 d 波超导、Néel 与电荷等相之间的解禁闭共形量子临界性，并预测蜂窝晶格上的三相交会双临界点。
2024-06-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Nontrivial ground-state degeneracies and generalized fractional excitations in the 1D lattice
我们研究了一维晶格哈密顿量，与广泛的有趣的物理系统相关，例如，量子霍尔系统，光晶格中的冷原子或分子，以及TCNQ盐。通过相互作用参数的调整和严格凸相互作用的偏离，非平凡的基态简并和分数电荷激发出现。作为从分数量子霍尔效应已知的分数电荷的概括，激发表现为不等价的基态之间的畴壁，并且携带电荷+e/mq或-e/mq，其中m是整数并且与指定的相互作用相关联，并且v = p/q是晶格中的填充分数。这种描述指出了与非阿贝尔统计相关的状态的有趣相似之处，这是拓扑量子计算概念的核心。
2012-10-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Symmetry-protected topology and deconfined solitons in a multi-link $\mathbb{Z}_2$ gauge theory
Instituto de Física Teorica, UAM-CSIC, Universidad Autonoma de Madrid（马德里自治大学理论物理研究所）
本研究通过多链$\mathbb{Z}_2$规范理论揭示了对称保护拓扑与非局域孤子的形成机制，证明了电荷解禁锢源于电荷分数化。
2026-08-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-lat
Anyons in a weakly interacting system
我们描述了一个系统的理论建议，其激发是任意子与交换相位π/4和电荷-e/2，但值得注意的是，可以通过填充一组基本上不相互作用的电子的单粒子状态。该系统由一个人工结构的II型超导薄膜相邻的二维电子气在整数量子霍尔制度与单位填充分数。该提议基于这样的观察，即超导体中的周期性涡旋晶格中的空位在2DEG中产生了总电荷为-e/2的束缚态。这个分数带电空穴和空位导致的通量丢失的复合物表现为任意子。所提出的设置允许操纵这些任意子，并可以证明在容错拓扑量子计算的各种方案中是有用的。
2007-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
