Complete phase diagram and topological properties of interacting bosons in one-dimensional superlattices
从拓扑学的角度研究了一维反演对称超晶格中的相互作用玻色子。通过原子极限分析和量子蒙特卡罗模拟得到了完整的相图，它包括三种相：超流相、持续电荷密度波相和莫特绝缘体相以及最近邻跳跃下的涌现绝缘体相.我们发现所有的涌现绝缘体都是拓扑的，它们的特征是Berry相$π$和一对简并的带内边界态。定性地讨论了拓扑玻色子绝缘体的形成机理，并将填充率较高的拓扑玻色子绝缘体理解为在平凡电荷密度波或莫特绝缘体背景下的$\frac{1}{3}$填充拓扑相.
2015-04-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
A bosonic topological phase in a paired superfluid
本文研究了一个有效的二维玻色子相互作用模型，该模型适合于无符号问题的蒙特卡罗模拟。除了传统的基态，我们访问一对超流体，这也是一个拓扑相，保护其余的$U(1) \times \mathbb{Z}_2$对称性。这一阶段产生于一个复合物体的凝聚，一种物质的涡旋和反涡旋的束缚态，到第二种物质的玻色子。我们引入了一个体响应函数，量化的霍尔效应的伊辛模拟，诊断的拓扑相位。对称性破缺和拓扑结构的相互作用导致了有趣的效应，如成对超流体中的分数荷电涡旋。对冷原子玻色子的现实模型可能的扩展进行了讨论。
2015-10-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Topological phases of two-component bosons in species-dependent artificial gauge potentials
研究了人工规范势中具有两个内态的玻色原子，两个内态的强度不同。利用复合费米子理论和部分子构造方法，提出了一系列此类系统的拓扑相。在精确对角化下，我们发现，对于玻色子之间的简单接触相互作用，某些所提出的态是可以实现的。这些状态的基态和低能量激发使用试验波函数建模。我们也构造了这些态的有效场论，并揭示了一些有趣的性质。
2016-08-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
The $π$ Berry Phase and Topological Excitation in Interacting Boson-Fermion Mixtures
研究了一维光学超晶格中玻色子-费米子混合物的拓扑性质，确定了相互作用玻色子-费米子混合物的拓扑绝缘相，该拓扑绝缘相具有非平凡Berry相.计算了单粒子和玻色-费米子交换激发谱，并确定了玻色-费米子交换激发为混合物拓扑相中的无隙拓扑激发。从体能隙、玻色子-玻色子和玻色子-费米子相互作用的竞争中解释了不同的激发态。所研究的哈密顿量已在现有的冷原子实验中部分实现，其结果与实验结果有很好的相关性。
2015-09-10 cond-mat.str-el
Conflicting Symmetries in Topologically Ordered Surface States of Three-dimensional Bosonic Symmetry Protected Topological Phases
我们研究了具有离散对称性G1 × G2的三维玻色子SPT相的Z2拓扑有序表面态。有人认为，拓扑有序的表面状态不能实现一个纯粹的二维晶格模型。我们仔细检查的声明，并表明，表面状态应该打破G2，如果对称性G1的规范。这表明在三维SPT相的表面上对称性G1和G2的冲突。由于在纯二维模型中没有这种现象，它表明对称性被错误地编码在三维SPT相的表面上，并且表面状态永远不能在纯二维模型上实现。
2014-05-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Phase transitions of bosonic fractional quantum Hall effect in topological flat bands
研究了在周期势和Hubbard排斥相互作用下，不同拓扑晶格模型中玻色子$ν=1/2$分数量子霍尔效应的相变。通过精确对角化和密度矩阵重整化群方法，我们证明了在周期势的作用下，多体基态在玻色液体和平凡（Mott）绝缘体之间经历了一个连续的相变，其特征是能量和纠缠熵的平滑交叉.当Hubbard排斥力减小时，这种玻色-超流体将转变为具有直接能级交叉和非对角长程序不连续跳跃的超流态.
2020-12-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Flat-band ferromagnetism in a topological Hubbard model
我们研究了一个拓扑哈伯德模型内的玻色化形式主义的平带铁磁相，特别是，确定自旋波激发谱。本文考虑正方形格子哈伯德模型的1/4填充，其自由电子项为π-通量模型，具有拓扑非平凡的近平坦能带.引入电子自旋，使得模型要么明确地打破时间反演对称性（相关平带陈氏绝缘体），要么在时间反演对称性下是不变的（相关平带$Z_2$拓扑绝缘体）。对于平带陈和拓扑绝缘体，我们推广了先前在填充因子ν=1的均匀和垂直磁场中为二维电子气开发的玻色化形式体系[Phys.Rev.B71，045339（2005）]。我们表明，在玻色子化方案，拓扑哈伯德模型映射到一个有效的相互作用玻色子模型。我们考虑在谐波近似下的玻色子模型，并表明，对于相关的陈氏绝缘体，自旋波激发谱是无隙的，而对于相关的拓扑绝缘体，有隙的。我们简要地评论玻色子-玻色子（自旋波-自旋波）耦合的可能影响。
2015-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological transitions of interacting bosons in one-dimensional bi-chromatic optical lattices
一维双色晶格中的超冷原子构成了研究拓扑绝缘体的一个令人惊讶的简单系统。我们表明，拓扑相变构成的玻色子在一维双色晶格的一般功能，这些转变可能会发生作为超晶格强度的函数，由于站点间的相互作用。此外，我们还讨论了准周期晶格中无公度密度波位相的拓扑性质。
2014-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
The phase transitions between $Z_n\times Z_n$ bosonic topological phases in 1+1 D, and a constraint on the central charge for the critical points between bosonic symmetry protected topological phases
对由自发对称性破缺触发的连续相变的研究给物理学带来了革命性的思想。最近，通过对称性保护拓扑相的发现，人们认识到对称性相同但拓扑结构不同的态之间也可以发生连续的量子相变。在这里，我们研究了一类特殊的相变在1+1维-玻色子拓扑相位之间的相变保护的$Z_n\times Z_n$。我们发现在所有情况下的临界点具有两个间隙开放相关的运营商：一个导致朗道禁止对称性破缺相变和其他的拓扑相变。我们还得到了1+1D中对称性保护玻色子拓扑相之间一般相变的中心荷约束。
2017-04-06 cond-mat.str-el
Characterizing fractional topological phases of lattice bosons near the first Mott lobe
当调节化学势时，受到有效磁场的玻色-哈伯德模型具有过多的具有不同拓扑顺序的相。利用密度矩阵重整化群方法，我们在强相互作用下，在第一莫特波瓣附近发现了几个带隙相。它们通过粒子-空穴对称性连接到稳定在低填充的各种量子霍尔态。我们表征粒子和空穴类型的相位，并通过计算量子化霍尔电导和提取拓扑纠缠熵来识别与Laughlin，Moore-Read和Bosonic量子霍尔态兼容的签名。此外，我们分析了玻色子和空穴的Laughlin态的纠缠谱，以及Moore-Read态的纠缠谱。这些结果进一步证实了拓扑状态的存在，在高填充，接近第一莫特叶，作为各自的低填充状态的空穴类似物。
2022-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
A classification of 3+1D bosonic topological orders (I): the case when point-like excitations are all bosons
拓扑序是物质在朗道对称破缺之后的新相。它们对应着长距离纠缠的模式。近年来的研究表明，在1+1D玻色子系统中不存在非平凡的拓扑序，而在2+1D玻色子系统中，拓扑序可以分为两类：模张量范畴和手征中心荷.本文提出了3+ 1维玻色子系统拓扑序的一个部分分类：如果所有的点激发都是玻色子，那么这类拓扑序被归为酉点融合2-范畴，它们被有限群$G$及其群4-上循环$ω_4 \in \mathcal H^4[G;U(1)]$一一标记，直到群自同构.所有这些3+ 1维拓扑序都可以用Dijkgraaf-Witten规范理论实现。
2018-01-08 cond-mat.str-el
Fractional Quantum Hall Effect of Hard-Core Bosons in Topological Flat Bands
拓扑平带模型的提出为实现无朗道能级的分数量子霍尔效应提供了一条新的途径。我们在两个有代表性的TFB模型中研究了具有短程相互作用的硬核玻色子，其中一个是著名的Haldron模型（但参数不同）。我们证明了在环面上出现偶数个准简并基态，并且这些态与高能谱之间存在一个强大的谱隙。我们还建立了填充因子为1/2的量子相图，并说明了量子相变到其他竞争性的破胶相。
2011-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Topological bosonic states on ribbons of honeycomb lattice
用量子蒙特卡罗模拟研究了蜂窝晶格带上硬核玻色子的拓扑性质。我们绘制了一个丰富的相图与超流和绝缘体阶段在不同的填充。特别地，它揭示了半填充的绝缘体状态是一个拓扑玻色态，其特征在于一个非平凡的Berry相位和一对边缘状态。通过证明拓扑玻色绝缘体态可以被几何地映射到拓扑费米子模型，我们提供了理解这种拓扑玻色绝缘体态的直观图像。研究还表明，拓扑边态对超过硬核排斥的弱相互作用具有鲁棒性。我们的结果可以用囚禁在所设计的光晶格中的玻色冷原子来模拟。
2018-08-09 cond-mat.str-el
Comment on "A continuous topological phase transition between 1D antiferromagnetic spin-1 boson superfluids" by W. Ji and X.-G. Wen
这是对预印本arXiv：1809.07771v2的评论。Ji和X。G.文
2018-11-05 cond-mat.str-el
Topological phases of bosons with local parity coupling on a dimerized lattice
Univ. Toulouse, CNRS, Laboratoire de Physique Théorique（图卢兹大学，法国国家科学研究中心，理论物理实验室）；International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（国际理论科学中心，塔塔基础研究所）
研究具有局域宇称耦合的二聚化玻色子晶格模型，用密度矩阵重整化群模拟，发现半填充时正宇称耦合稳定的SPT相和单位填充时负宇称耦合稳定的配对玻色子拓扑相，确立局域宇称耦合为理解一维玻色子拓扑相的框架。
2026-07-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Bosonic topological insulator in three dimensions and the statistical Witten effect
众所周知，三维电子拓扑绝缘体的一个特征是威滕效应：如果系统耦合到一个紧凑的电磁规范场，则体中的一个拓扑绝缘体获得半奇整数极化电荷。在目前的工作中，我们提出了一个相应的现象的拓扑绝缘体的玻色子在三维粒子数守恒和时间反演对称性的保护。我们认为，尽管玻色子的拓扑绝缘体中的电子能保持电中性，但它的统计性质从玻色子转变为费米子。我们证明，这种"统计威滕效应"直接意味着，如果拓扑绝缘体的表面既不是无间隙的，也不是自发打破对称性，它必然支持一个内在的二维拓扑秩序。此外，在纯2D系统中不能完全实现表面特性。我们还证实，由Vishwanath和Senthil（arXiv：1209.3058）提出的玻色子拓扑绝缘体的表面相提供了一个一致的散装表现出统计威滕效应的终止。在另一篇论文中，我们将提供一个明确的场论，晶格正则化，玻色子的三维拓扑绝缘体的建设，采用部分子分解和随后的凝聚的部分子-半导体复合材料。
2013-02-26 cond-mat.str-el
Construction and Field Theory of Bosonic Symmetry Protected Topological states beyond Group Cohomology
利用“修饰缺陷”方法构造了一系列超越群上同调分类的玻色对称保护拓扑态。这种结构是基于普通朗道序参量的拓扑缺陷，在$(4k+3)d$和$(4k+5)d$时空（其中$k$是非负整数）中用玻色子短程纠缠（BSRE）态装饰，不需要任何对称性.这种方法不仅给出了这些BSPT态一个直观的物理图象，而且还允许我们导出所有这些BSPT态的群上同调之外的有效场论。
2015-04-24 cond-mat.str-el
Model Realization and Numerical Studies of a Three-Dimensional Bosonic Topological Insulator and Symmetry-Enriched Topological Phases
研究了（3+1）维中受电荷守恒和时间反演对称性保护的相互作用玻色子的拓扑相。我们提出了一个明确的晶格模型，实现了这一阶段，可以在无符号蒙特卡罗模拟研究。我们的模型背后的想法是将玻色子绑定到称为刺猬的拓扑缺陷上。我们确定的模型的相图，并确定一个阶段，这样的束缚态增殖。在这一阶段，我们观察到一个威滕效应的体积，其中一个外部的束缚的基本玻色子电荷的一半，这证实了它是一个玻色子拓扑绝缘体。我们还研究了拓扑绝缘体与平凡绝缘体之间的边界。我们发现一个表面的相图，其中包括外来的超流体，拓扑有序相，和一个相位与霍尔效应量化到一半的值可能在一个纯粹的二维系统。我们还提出了模型，通过将多个刺猬绑定到每个玻色子，实现了丰富的拓扑有序的阶段，这些阶段显示电荷分馏和内在的拓扑顺序，以及分数威滕效应。
2014-08-05 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-lat
Topological hard-core bosons on the honeycomb lattice
本文提出了量子自旋磁体中硬核玻色子与磁振子拓扑性质之间的联系。我们利用蜂窝晶格上的Haldane类硬核玻色子作为例子。我们证明了这个系统映射到一个具有次近邻Dzyaloshinsky-Moriya相互作用的自旋- $1/2$量子XY模型。我们得到了量子自旋模型的磁振子激发，并计算了边缘态、Berry曲率、热导率和自旋能斯特电导率。由于自旋变量到玻色子的映射，硬核玻色子具有与量子自旋系统相同的非平凡拓扑性质。这些结果对量子磁体中磁激发的研究具有重要意义，对理解蜂窝光晶格中超冷玻色量子气体的控制也是有用的。
2016-07-06 cond-mat.str-el
Strong to weak interacting-topological phase transition of bosons on a lattice
本研究用量子蒙特卡洛技术研究蜂窝晶格硬核玻色子，发现半填充下随跃迁各向异性变化存在强-弱相互作用拓扑相变，序参量突变揭示了相变性质。
2023-02-14 cond-mat.str-el
Bosonic Topological Insulators and Paramagnets: a view from cobordisms
我们分类玻色子拓扑绝缘体和Paramagnets在D<=4空间维使用配边的方法。对于D<4，我们确认，唯一不符合群上同调分类的相是受时间反演对称性保护的3D玻色子拓扑绝缘体，其表面允许全费米子拓扑有序态。当D=4时，存在唯一的“超群上同调”相。它受到边界理论的引力异常的保护，并且是稳定的，没有任何额外的对称性。
2014-11-14 cond-mat.str-el hep-th
Auxiliary-Field Monte Carlo for lattice bosons: tackling strong interactions and frustration
我们介绍了一种新的数值技术-玻色子场蒙特卡罗（bAFMC）-它允许计算大晶格玻色子系统的热性质在一个系统的改进半经典的方法，这是几乎适用于任何玻色子模型。我们的方法相当于将晶格分解成簇，并以簇可分离状态的形式对系统的密度矩阵进行Ancillary-非纠缠，但经典相关的簇。这种近似消除了任何符号问题，并且可以通过使用不断增长的集群来系统地改进。外推的集群大小允许再现数值精确的结果的超流跃迁的硬核玻色子的正方形晶格，并提供一个坚实的定量预测的超流和手征跃迁的硬核玻色子的挫挫三角形晶格。
2016-12-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Boson and fermion dynamics in quasi-one-dimensional flat band lattices
通过精确模拟粒子运动和计算小量子环中的持续电流，研究了准一维晶格中玻色子和费米子动力学之间的差异。我们考虑三种不同的晶格，在紧束缚模型中表现出平坦带。物理实现被认为是一个具有玻色子或费米子原子的光晶格。假设原子间的相互作用是一种短程排斥作用。玻色子和费米子的不同统计导致不同的动力学。由于泡利不相容原理，无自旋费米子很容易被困在平带态中，这阻止了它们相互作用，而玻色子能够将彼此从平带态中推出。
2013-02-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Topological non-linear $σ$-model, higher gauge theory, and a realization of all 3+1D topological orders for boson systems
通过对时空$M^{d+1}$和目标空间$K$进行三角剖分得到离散的非线性$σ$模型。如果路径积分由所有复同态$ϕ: M^{d+1} \to K$之和给出，配分函数与时空三角剖分无关，则相应的非线性$σ$ -模型称为拓扑非线性$σ$ -模型，它是精确可解的。这些完全可解的模型表明，由没有拓扑缺陷的波动（即由同态$ϕ$描述的波动）引起的相变通常产生拓扑有序状态，并且是拓扑相变，而由具有所有拓扑缺陷的波动引起的相变产生平凡的产物状态，并且不是拓扑相变。如果$K$是一个只有有限的非平凡第一同伦群$G$的空间，那么这些拓扑非线性$σ$ -模型可以实现所有的3+1D玻色子拓扑序，而不需要突现费米子，这些拓扑序是由具有规范群$π_1(K)=G$的Dijkgraaf-Witten理论描述的.在这里，我们表明，3+ 1 D玻色子拓扑秩序与涌现费米子可以实现的拓扑非线性$σ$模型与$π_1(K)=$有限群，$π_2(K)=Z_2$，和$π_{n>2}(K)=0$。这些拓扑非线性$σ$模型的一个子集对应于2规范理论，它实现和分类玻色子拓扑秩序与紧急费米子，没有紧急马约拉纳零模式在三重弦交叉。3+1D玻色子拓扑序的分类可以对应于4维中酉完全可对偶的完全扩展拓扑量子场论的分类。
2018-08-28 cond-mat.str-el
Hard-core bosons in one-dimensional interacting topological bands
利用精确对角化方法研究了不同填充因子下一维相互作用拓扑带中的硬核玻色子。在填充因子$ν=1$和现场哈伯德相互作用的存在下，我们没有发现玻色子拓扑相的存在，这是在相反的费米子的情况下的迹象。相反，通过研究动量分布和凝聚分数，我们发现一个超流（SF）莫特绝缘体过渡驱动的哈伯德相互作用。在填充因子$ν=1/3$和长程相互作用的存在下，我们确定了玻色子分数拓扑相（FTP），其基态的特征在于三重简并和量子化的总Berry相，这是非常相似的费米子的情况。最后，通过将硬核玻色子映射为无自旋费米子，讨论了不同填充因子下硬核玻色子行为不同的原因。这些结果可以在冷原子实验中实现。
2013-04-15 cond-mat.str-el
Entanglement of Hard-Core Bosons in Bipartite Lattices
本文用量子蒙特卡罗模拟和自旋波分析方法估计了具有最近邻相互作用的方形和蜂窝格子中硬核玻色子的纠缠。特殊的U（1）不变形式的并发被用来建立一个与可观测的联系，如密度和超流密度。对于特定的制度的并发表示为玻色子密度和超流密度的组合。
2018-10-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Chiral Bosonic Topological Insulator on the Honeycomb Lattice with Anisotropic Interactions
本文研究了各向异性最近邻排斥作用下蜂窝晶格上的硬核玻色子。使用量子蒙特卡罗（QMC）技术，我们提取的填充和各向异性方面的模型的相图。在半填充，我们发现一个二聚体绝缘体相位附近的最大各向异性，其特征在于由一个有限的拓扑纠缠熵$\ln(2)/2$，表示一个分数量子霍尔态玻色子。我们确定存在的边缘状态，并推导出一个基于QMC的方法来提取和验证其手征。值得注意的是，这一阶段出现在没有磁通量和没有明确的晶格挫折。
2020-12-21 cond-mat.str-el
Instanton effects in lattice models of bosonic symmetry-protected topological states
玻色子保序拓扑态（SPT）是具有保序边界激发的带隙无序相。有人提出，在长波长下，SPT系统的普适性质被有效的非线性西格玛模型场论在存在量化拓扑θ项的情况下捕获。通过研究玻色子SPT状态的晶格模型，我们能够识别，在其欧几里德路径积分制定，（离散）贝里阶段，持有相关的物理信息的性质的SPT基态。这些离散的Berry相位给出了直观的物理解释的瞬子效应，捕捉微观尺度上的θ项的存在。
2016-04-22 cond-mat.str-el
Symmetry protected topological orders in interacting bosonic systems
对称性保护拓扑（SPT）状态是具有由某些对称性保护的无隙边缘激发的体带隙状态。自由费米子系统中的SPT相，如拓扑绝缘体，可以用K理论进行分类。然而，它是不知道什么SPT阶段存在于一般的相互作用系统。本文提出了一种在相互作用玻色子系统中构造SPT相的系统方法，该方法使我们能够识别出许多新的SPT相，包括三种在三维中的拓扑绝缘体和一种在二维中的受粒子数守恒和时间反演对称性保护的SPT相.正如群论允许我们在3D中构建230个晶体结构一样，我们发现群上同调理论允许我们在任何维度和任何对称群中构建不同的相互作用玻色子SPT相。特别是，我们将展示如何拓扑项的路径积分描述的系统可以从非平凡的组上同调类，产生完全可溶的哈密顿量，明确的基态波函数和对称性保护的无间隙边缘激发。
2013-01-05 cond-mat.str-el
Higher Order Bosonic Topological Phases in Spin Models
我们讨论了高阶拓扑相的一个扩展，包括玻色子系统。我们提出了两个自旋模型的二阶拓扑相保护的全球$\mathbb{Z}_2\times\mathbb{Z}_2$对称性。一个模型是建立从层的一个一维$\mathbb{Z}_2\times\mathbb{Z}_2$拓扑相位的一个完全可解的集群模型，而另一个是建立从更传统的自旋耦合（XY或海森堡）。这些模型包含有间隙但拓扑的边和保护角模式，这些模式属于对称性的投影表示。使用乔丹-维格纳变换，我们表明，我们的模型都涉及到一个双层的自由马约拉纳费米子，形成一个费米子的二阶拓扑相位。我们还讨论了如何将我们的模型扩展到三维，形成一个三阶拓扑相。
2018-09-13 cond-mat.str-el
Visualizing a Bosonic Symmetry Protected Topological Phase in an Interacting Fermion Model
自由费米子系统和相互作用玻色子系统中的对称性保护拓扑（SPT）相已被分类，但相互作用费米子SPT相的物理现象尚未得到充分的研究。本文采用大尺度量子蒙特卡罗模拟研究了锯齿形带状双层Kane-Mele-哈伯德模型的边缘物理。我们的无偏数值计算结果表明，费米子边缘模式的相互作用间隙，而玻色子边缘模式保持在$(1+1)d$边界，体量子相变到拓扑平凡相之前的间隙。因此，有限的费米子在体部和边缘上的间隙，以及强大的无间隙玻色子边缘模式，证明我们的系统成为一个新兴的玻色子SPT阶段在低能量，这是第一次，直接观察到在相互作用的费米子晶格模型。
2016-10-19 cond-mat.str-el
Symmetry Protected Topological States of Interacting Fermions and Bosons
研究了相互作用的费米子和玻色子对称性保护拓扑态的分类。我们将SPT态定义为它是否通过体相变与平凡态分离，这是适用于具有或不具有空间对称性的SPT态的一般定义。我们表明，在所有的维度，短程相互作用可以减少自由费米子SPT状态的分类，我们证明了这些结果之间的连接费米子和玻色子SPT状态。我们首先证明，我们的形式主义给出了正确的分类所有已知的SPT状态，有或没有相互作用，然后我们将我们的方法推广到涉及空间反演对称性的SPT状态。
2015-05-15 cond-mat.str-el
Bilayer Graphene as a platform for Bosonic Symmetry Protected Topological States
玻色对称保护拓扑态（BSPT）是拓扑绝缘体的玻色类似物，近年来引起了人们极大的理论兴趣。虽然BSPT态已经被各种方法分类，但到目前为止，还没有成功的实验实现任何二维或更高维度的BSPT态。本文提出了在磁场作用下，双层石墨烯中可以实现具有$U(1) \times U(1)$对称性的二维BSPT态。这里的两个$U(1)$对称性分别表示总自旋$S^z$和总电荷守恒。库仑相互作用在这个提议中起着核心作用--它在边界处将所有费米子隔开，因此只有玻色子电荷和自旋自由度是无间隙的，并在边缘受到保护。基于边界态的玻色性质，我们推导出玻色电荷和自旋自由度的体波函数，它与所需的BSPT态具有完全相同的形式。我们还提出，BSPT和平凡相之间的体量子相变，可以成为一个“玻色子相变“的相互作用。也就是说，只有玻色子模在跃迁处关闭它们的能隙，这与所有众所周知的拓扑绝缘体到平凡绝缘体的跃迁有根本的不同，这些跃迁发生在自由费米子系统中。我们讨论了这个建议的各种实验结果。
2017-03-03 cond-mat.str-el
Constructing symmetric topological phases of bosons in three dimensions via fermionic projective construction and dyon condensation
最近，有相当多的研究不破坏任何对称性的玻色子的间隙对称相位。即使没有对称性破缺，玻色子仍然可以处于许多奇异的新物质态，例如短程纠缠的保序平凡（SPT）相和长程纠缠的富序拓扑（SET）相。众所周知，非相互作用的费米子拓扑绝缘体是受时间反演对称性和U（1）费米子数守恒对称性保护的SPT态。本文利用费米子射影构作方法，构造了具有时间反演对称性和玻色子数守恒U（1）对称性的玻色子的三维奇异相。我们首先构造了一个代数玻色绝缘体，它是一个具有U（1）无隙规范场的对称玻色态。然后，我们得到了许多带隙的玻色子态，不打破时间反演对称性和玻色子数守恒通过适当的双子凝聚。我们通过计算它们的激发态的允许电荷和磁荷，以及这些激发态的统计和对称变换性质来识别构造态。这使得我们能够证明我们构造的态可以是平凡的SPT态（即具有对称性的玻色子的平凡莫特绝缘体）、非平凡的SPT态（即玻色子拓扑绝缘体）和SET态（即分数玻色子拓扑绝缘体）。在非平凡的SPT态中，基本双介子（携带零电荷但单位磁荷）和基本双子（携带单位电荷和单位磁荷）分别是费米子和玻色子。在SET状态中，固有激发可以携带分数电荷。
2013-10-14 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Wave Functions of Bosonic Symmetry Protected Topological Phases
研究了三维空间中玻色对称保护拓扑（SPT）绝缘体的基态波函数结构。我们证明了与传统的绝缘体的差异被简单地捕获在一个双涡描述。作为一个例子，我们表明，以前研究的玻色子拓扑绝缘体与全球U（1）和时间反演对称性可以描述一个相当简单的波函数写在双“涡带”。波函数是玻色子的所有涡带构型的叠加，并且因子（-1）与涡带的每个自链接相关联。这个波函数可以很方便地导出使用有效场论的SPT在强耦合极限，它自然地解释了所有的现象，这个SPT阶段前面讨论。用涡环气体波函数讨论了其它3d玻色SPT相的基态结构。我们表明，我们的方法再现已知的结果上的基态结构的一些二维SPT阶段。
2013-04-28 cond-mat.str-el
Effective field theories for topological insulators by functional bosonization
利用泛函玻色化技术，在一般维$D=d+1$中讨论了用凝聚态中拓扑相的“流体动力学”自由度描述守恒U（1）流动力学的有效场论.对于非相互作用的拓扑绝缘体（超导体）具有保守的U（1）电荷，并以整数拓扑不变量为特征[更具体地说，它们是复对称类中的拓扑绝缘体（A类和AIII类）和八个实对称类中拓扑绝缘体的“初级系列”中]，我们导出了补充了Chern-Simons项（当$D$为奇数时）或$θ$项（当$D$为偶数时）的BF型拓扑场论。对于以$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量（主级数的第一和第二后代）为特征的拓扑绝缘体，通过降维得到了它们的拓扑场论.在此基础上，遵循Block和Wen关于分数量子霍尔效应的部分子构造的思想，讨论了假定的“分数”拓扑绝缘体及其可能的有效场论，并利用它们确定了这些非平凡量子相的物理性质.
2013-01-27 cond-mat.str-el
From Bosonic Topological Transition to Symmetric Fermion Mass Generation
玻色拓扑跃迁（BTT）是介于玻色对称性保护的拓扑相和平凡相之间的量子临界点。在这项工作中，我们推导出一个描述这种转变的紧凑量子电动力学（QED）与四个费米子口味（$N_f=4$）。这使我们能够描述具有最大微观对称性的晶格模型中的跃迁：内部SO（4）对称性。在一个系统的重整化群分析，我们确定的临界点所需的O（4）涌现对称性和所有预期的变形。通过降低微观对称性，我们恢复了以前的$N_f=2$非紧QED描述的BTT。最后，通过合并两个BTT，我们恢复了先前讨论的对称质量产生理论，作为SU（2）量子色动力学-希格斯理论，具有SU（2）基本费米子和一个SU（2）基本希格斯玻色子玻色子的$N_f=4$风味。这提供了对两种理论的一致性检查。
2017-11-02 cond-mat.str-el
Quantum phase transitions of two-species bosons in square lattice
研究了正方晶格中两种吸引玻色子的各种量子相变。利用基于张量积态的算法，确定了原子凝聚密度\emph{and}为零的对超流态的相边界。各种量子相变跨越相边界的特点。因此，我们的工作提供了指导的实验研究对超流相的格子玻色子系统。
2010-09-15 cond-mat.str-el
No-Go Theorem for Boson Condensation in Topologically Ordered Quantum Liquids
拓扑量子场论（TQFT）之间的某些相变是由玻色子任意子的凝聚驱动的。然而，由于TQFT中的玻色子本身是非平凡的集体激发，因此可能存在拓扑障碍物阻止它们凝聚。在这里，我们制定这样一个障碍的形式不去定理。我们用它来证明在SO（3）$_k$ TQFT中不可能有奇数个$k$。我们进一步证明了通过将SO（3）$_k$ TQFT张量化任意整数次得到的分层理论也不允许凝聚跃迁。这包括（在$k=3$的情况下）斐波那契TQFT的任何层数的不可压缩性。
2016-07-21 cond-mat.str-el quant-ph
Geometry defects in Bosonic symmetry protected topological phases
本文研究了玻色对称保护拓扑相（SPT）中几何缺陷与拓扑性质之间的相互作用。我们从八个副本的三维时间反演（$\mathcal{T}$）不变的拓扑超导体（TSC）的晶格。我们通过向错的凝聚来熔化晶格，从而恢复旋转对称性。这种向错凝聚过程限制了费米子，然后将系统转变为3D玻色子拓扑液晶（TCL）。这种晶体-液体转变的低能有效理论包含了一个拓扑项，该拓扑项继承自TSC中的几何轴子响应。此外，我们还研究了TCL表面位错与超流涡旋的相互作用。我们证明了$\mathcal{T}$和平移不变表面态是具有内在表面拓扑序的双$[e\mathcal{T}m\mathcal{T}]$态。我们还研究了具有拓扑$Θ$项的$O(4)$非线性$σ$模型（NL $σ$ M）描述的二维玻色子SPT态中位错的奇异行为.通过对$O(4)$矢量进行螺旋序和规范对称性的修饰，位错与规范通量具有相互半子统计。进一步将$O(4)$ NL $σM$约化到Ising极限，得到了具有条纹调制的Levin-Gu模型，其位错具有非平凡的编织统计.
2016-06-01 cond-mat.str-el hep-th
Bosonic topological insulator intermediate state in the superconductor-insulator transition
在二维超导体-绝缘体转变中出现的低温介入金属制度挑战了我们对电子流体的理解。在这里，我们开发了一个规范理论，揭示了这种新兴的异常金属是玻色子拓扑绝缘体的体积输运被抑制之间的相互统计相互作用的冷凝库珀对和涡旋和纵向电导率介导的无隙边缘模式的保护。我们探讨了磁场驱动的超导体-绝缘体转变的铌钛氮化物设备，并发现显着的签名的玻色子拓扑绝缘体行为的介入制度与饱和电阻。所观察到的超导体-反常金属和绝缘体-反常金属的双相变表现出符合规范理论的量子Berezinskiii-Kosterlitz-无临界性。
2019-08-31 cond-mat.str-el
Topological Majorana Lattice Model: Induced "Topological Superconductor" on Topological Superconductor with Vortex-lattice
本文研究了具有正方形涡格的s波拓扑SC。我们提出了一个拓扑Majorana格模型来描述这种拓扑状态。我们发现，Majorana格点模型实际上是一个在父拓扑SC上的“拓扑SC”，Majorana格点模型与具有涡格的拓扑SC之间的这种对应是拓扑态的另一个全息特征。此外，数值计算证实了我们的理论预测。
2012-12-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Toric-boson model: Toward a topological quantum memory at finite temperature
讨论了有限温度下稳定拓扑量子存储器的存在性。这里的关键是一个基本问题，即原则上是否有可能在没有外部世界干预的情况下，也就是说，没有错误校正的情况下，存储宏观时间的量子信息。我们研究了二维的复曲面代码与一个额外的玻色子场耦合到缺陷，在有限温度下的通用环境中的存在：复曲面玻色子模型。尽管裸模型的耦合常数在热力学极限下不是有限的，但该模型具有有限的谱。我们表明，在拓扑阶段，有一个有限的温度下，开弦被限制，因此可以任意（多项式）长的系统大小的内存的寿命。与玻色子场的相互作用在开弦的端点之间产生了长程吸引力，但闭弦和拓扑序保持不变。
2009-06-19 cond-mat.str-el quant-ph
Finite Temperature Phase Diagram in Rotating Bosonic Optical Lattice
通过研究旋转玻色光晶格中正常态的稳定性，解析地导出了超流相与正常态之间的有限温度相边界。我们还证明了临界跳跃矩阵的振荡行为直接跟随Hofstadter蝶形的上边界作为有效磁场的函数。
2008-11-24 cond-mat.str-el
Quantum Phase Transitions Between Bosonic Symmetry Protected Topological States Without Sign Problem: Nonlinear Sigma Model with a Topological Term
我们提出了一系列简单的$2d$晶格相互作用费米子模型，我们证明在低能量描述玻色子对称性保护拓扑（SPT）状态和它们之间的量子相变。这是因为由于相互作用，费米子在SPT态的边界和体量子相变处都是带隙的，因此这些模型在低能下可以完全用玻色子自由度来描述。我们发现，这些模型的大部分描述的Sp（$N$）的主要手性模型与拓扑$Θ$ -长期，其边界描述的Sp（$N$）的主要手性模型与Wess-Zumino-Witten长期在水平-1。体材料中SPT态之间的量子相变是由一个特定的相互作用项所调谐的，这对应于场论中的调谐$Θ$，相变发生在$Θ= π$。这些模型的最简单的版本与$N=1$是等价的熟悉的O（4）非线性西格玛模型（NLSM）与拓扑项，其边界是一个$(1+1)d$共形场论与中心电荷$c = 1$。将O（4）对称性破缺到子群后，该模型可以看作具有U（1）或$Z_2$对称性等玻色子SPT态。所有这些费米子模型包括体量子相变都可以用行列式量子蒙特卡罗方法模拟，而不存在符号问题。最近的数值计算结果强烈地表明，精确地具有$Θ= π$的O（4）NLSM的量子无序相是具有无带隙玻色子模的稳定的$(2+1)d$共形场论（CFT）。
2016-02-26 cond-mat.str-el
Exactly Soluble Model of a 3D Symmetry Protected Topological Phase of Bosons with Surface Topological Order
在D=3立方晶格上构造了一个精确可解的哈密顿量，其基态是受时间反演对称性保护的玻色子拓扑相，即对称性保护拓扑（SPT）相.在这个模型中，任何离子激发被证明存在于表面，但不是在散装。这些表面的任意子的统计显式计算和显示是相同的3-费米子Z2模型，Z2拓扑顺序的一个变体，不能实现在一个纯粹的D=2系统与时间反演对称。因此，该模型实现了一种新的表面终止的SPT阶段，这只成为可用的D=3：一个完全对称的间隙表面的拓扑秩序。这里发现的3D相位也在组上同调分类之外，组上同调分类似乎在较低维度中捕获所有SPT相位。它被确定为一个阶段，以前预测从场论分析，其表面大致是'一半'的Kitaev E8阶段。我们的构造利用Walker-Wang处方来创建具有表面任意子的3D受限相位，该相位可以扩展到其他对称类和拓扑序。
2015-07-22 cond-mat.str-el
Symmetry-protected topological phase in a one-dimensional correlated bosonic model with a synthetic spin-orbit coupling
通过大规模密度矩阵重整化群模拟，我们研究了最近实验中实现的具有合成自旋轨道耦合的一维关联玻色晶格模型.在绝缘制度，该模型表现出一个安全保护的拓扑相。这种受保护的拓扑相位通过时间反演对称性来稳定，并且它被识别为Haldom相位。通过对纠缠谱的分析，进一步证实了我们的结论。此外，我们还发现了四个常规相：无长程序的Mott绝缘相、铁磁超流相、铁磁绝缘相和密度波相。
2015-10-29 cond-mat.other cond-mat.str-el
Matrix product states and equivariant topological field theories for bosonic symmetry-protected topological phases in (1+1) dimensions
矩阵乘积态（MPSs）为研究一维晶格中的带隙量子相--特别是带隙拓扑相（SPT）提供了一个强有力的框架。另一方面，自然地期望在零相关长度的极限中的带隙量子相位由拓扑量子场论（TFT或TQFT）描述。在本文中，（1+1）维玻色子SPT相位保护的对称性$G$，我们桥接他们的描述MPS方面，和那些在$G$ -等变TFT。特别是，对于以前使用MPS构建的各种拓扑不变量（SPT不变量），我们从（1+1）TFT的角度提供推导。我们还讨论了边界自由度之间的连接，这出现在一个引入物理边界的SPT阶段，和“开放”的TFT，这是定义在时空与边界的TFT。
2017-04-18 cond-mat.str-el hep-th
Rotating states for trapped bosons in an optical lattice
在哈伯德模型的框架下研究了光晶格中囚禁玻色子的转动态。计算了临界频率，并确定了主要参数区域。过渡观察到从边缘超流体与莫特绝缘核心的涡旋晶格，随后的晶格间隙涡。前一个转变与莫特转变相吻合。观察到的涡旋晶格的对称性的变化作为晶格深度的函数。实验签名的预测。
2008-09-12 cond-mat.other cond-mat.str-el
Supersolid Order from Disorder: Hard-Core Bosons on the Triangular Lattice
我们研究了三角晶格上具有最近邻排斥的硬核玻色子的Mott局域化、几何阻挫和超流性的相互作用。对于这个模型在半填充，我们表明，超流性生存任意大的排斥，和对角线固体秩序出现在强相关制度从秩序无序机制。因此，这是一个不寻常的例子，一个稳定的超固相的硬核晶格玻色子在一个相称的填充。
2005-07-14 cond-mat.str-el
Higher order symmetry-protected topological states for interacting bosons and fermions
高阶拓扑绝缘体与其他拓扑相相比具有修改的体边界对应关系：它们具有带间隙的边缘和表面，而不是无间隙的边缘或表面状态，但在拐角或铰链处具有保护模式。在这里，我们探讨了对称性保护的拓扑相位在强相互作用的多体系统与这种广义体边界对应。我们引入了几个精确可解的玻色子晶格模型作为候选人的相互作用高阶对称性保护的拓扑（HOSPT）相保护的空间对称性，并开发了一个拓扑场论，捕捉非平凡的性质的无间隙的角落和铰链模式。我们展示了如何，旋转对称，这场论导致HOSPT阶段和传统的SPT阶段与扩大的内部对称群之间的自然关系。我们还探讨了玻色子和费米子HOSPT阶段之间的连接存在的强相互作用，并评论这种连接的相互作用费米子HOSPT阶段的分类的影响。最后，我们探讨如何衡量这些阶段的内部对称性导致拓扑秩序的特点是非平凡的编织统计之间的拓扑涡旋激发和几何缺陷的空间对称性。
2018-08-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Phase diagram of ultracold atoms on optical lattice: Comparative study to slave fermion and slave boson for Bose Hubbard modelPhase diagram of ultracold atoms in optical lattices: Comparative study of slave fermion and slave boson approaches to Bose-Hubbard model
采用玻色哈伯德模型的从费米子方法和从玻色子方法，比较研究了光晶格中超冷玻色原子的有限温度行为。给出了系统的相图。虽然这两种方法在没有近似的情况下是等价的，但基于从费米子技术的平均场论在定量上更合适。从概念上讲，从费米子方法自动排除了两个相同的费米子在同一格点上的双重占有。通过与极限情况下的已知结果比较，我们发现从费米子方法优于从玻色子方法。例如，在非相互作用极限下，从费米子方法计算的超流-正常液体转变的临界温度更接近于众所周知的理想玻色气体的结果。在零温极限下，从费米子方法得到的临界相互作用强度也更接近于用零温平均场论直接计算得到的结果。
2005-03-15 cond-mat.soft cond-mat.str-el
Topological Electromagnetic Responses of Bosonic Quantum Hall, Topological Insulator, and Chiral Semi-Metal phases in All Dimensions
我们计算了奇维（时空）中的玻色双量子霍尔（BIQH）相以及偶维中的玻色拓扑绝缘体（BTI）和玻色手征半金属（BCSM）相的电磁响应的拓扑部分.为了做到这一点，我们使用非线性西格玛模型（NLSM）的玻色子保护拓扑（SPT）相的描述，和规范Wess-Zumino（WZ）行动的方法。我们发现了令人惊讶的结果，对于BIQH状态的尺寸$2m-1$（$m=1,2,\dots$），体响应的电磁场$A_μ$的特点是由陈-西蒙斯项的$A_μ$的水平量化的整数倍的$m!$（阶乘）。我们还表明，BTI态（具有额外的$\mathbb{Z}_2$对称性）可以在其边界上表现出$\mathbb{Z}_2$破缺量子霍尔效应，这种边界量子霍尔效应由$\frac{m!}{2}$级的Chern-Simons项描述。我们证明了$m!$的因子可以通过要求Chern-Simons项在一般欧氏流形上的指数的规范不变性来理解，并且我们也用这个论点来刻画在所有奇数维中具有$U(1)$对称性的费米子SPT相位的电磁和引力响应.然后，我们使用我们的规范边界行动的BIQH和BTI状态（i）构建一个玻色子模拟的手征半金属（BCSM）在偶数维，（ii）表明，边界的BTI状态表现出玻色子模拟的奇偶异常的狄拉克费米子在奇数维，和（iii）研究异常流入域壁边界上的BTI状态。在一系列的附录中，我们导出了重要的公式和附加的结果。特别地，在附录A中，…
2016-12-04 cond-mat.str-el hep-th
Domain Wall Decorations, Anomalies and Spectral Sequences in Bosonic Topological Phases
在这项工作中，我们研究了玻色子群上同调保序拓扑（SPT）相的装饰畴壁结构和玻色子拓扑相的量子反常。我们首先表明，一般的装饰畴壁建设可以在数学上描述为一个Atiyah-Hirzebruch光谱序列，其中的条款上的$E_2$页对应于装饰低维SPT状态在畴壁交界处。对于玻色子群上同调SPT相位，谱序列变成普通群上同调的Lyndon-Hochschild-Serre（LHS）谱序列。然后，我们讨论的物理解释的差异的频谱序列，特别是在异常的SPT阶段和丰富的规范理论的背景下。作为主要的技术结果，我们得到了完整的描述LHS谱序列具体在上链水平。然后应用显式公式解释了SPT相的Lieb-Schultz-Mattis定理，并导出了$π$磁通晶格中易平面自旋模型的一个新的LSM定理.我们也重新讨论了基于我们的结果的二维和三维阿贝尔规范理论的分类。
2021-04-27 cond-mat.str-el hep-th
