Non-Abelian braiding in Abelian Fractional Quantum Hall Phases from realistic interactions
Division of Physics and Applied Physics, Nanyang Technological University(南洋理工大学物理与应用物理系)
提出在最低朗道能级下通过现实两体相互作用在ν=1/3的Laughlin分数量子霍尔相中实现非阿贝尔准空穴编织的方法,数值表明低能激发几乎完全位于三体Moore-Read模型哈密顿量的零空间,从而物理上可访问非阿贝尔准空穴量子流体。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anyonic braiding via quench dynamics in fractional quantum Hall liquids
在Laughlin分数量子霍尔态中,单准空穴态和双准空穴态可以通过对角化多体哈密顿量与捕获势来获得,或者对于更大的系统,可以通过边缘杰克多项式的线性组合来获得。准空穴态完全存在于能谱中最低能量分支的子空间中,具有固定数量的轨道或硬壁限制。希尔伯特空间维数的减少,便于研究的时间演化的准空穴状态后,说,去除的捕获潜力。我们探讨了淬火动力学下的谐波外部电位,旋转液滴中的准空穴,并讨论了长程相互作用和更现实的限制的效果。从Berry相位计算中可以得到任意子的互统计相位的精确估计。
2022-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunneling of quasiholes in the fractional quantum Hall regime
在分数量子霍尔(Fractional quantum Hall,简称FQH)体系中的低能激发是分数带电的准粒子和准空穴。这项工作的重点是准空穴在有限系统的几个电子处理的精确数值对角化。最近的实验[Chung等人,PRB 67,201104(2003)]和理论[Kane,Fisher,PRB 67,045307(2003)]对量子点接触的研究表明,单准粒子隧穿在低温下是被禁止的。我们希望通过数值方法来深入了解这样的收缩的WARTH系统。最初的基本数值处理系统在矩形几何形状和程序插入准孔激发。对于不同的相互作用,激发的稳定性和分数电荷得到了证实。准空穴隧穿问题在两个不同的系统中进行了探讨:1。一个系统possessing绑定,局域化的准空穴状态显示这些国家之间的隧道耦合存在的证据。2.研究了模拟量子点接触的不同势形式,考察了收缩区附近单个准空穴注入对系统时间演化的影响。
2004-03-03 cond-mat.str-el
Trapping Abelian anyons in fractional quantum Hall droplets
我们研究了阿贝尔任意子(准空穴和准粒子)被局域势(例如,诱导的AFM针尖)的分数量子霍尔液体与长程库仑相互作用和边缘限制电位的微观模型。我们发现,特别是,在Laughlin填充分数$ν= 1/3$,准空穴和准粒子的状态可以出现作为系统的基态的存在下的陷阱势。正如预期的那样,我们发现阿贝尔准空穴的存在对量子液体的边缘光谱没有影响,这与非阿贝尔情况不同[Phys. Rev. Lett. { \bf 97},256804(2006)]。虽然准空穴和准粒子在系统中普遍存在,但它们的稳定性取决于束缚势的强度、俘获势的强度和范围。我们讨论的相关性的计算的高精度生成和控制的个别任意子在潜在的实验,特别是在拓扑量子计算的背景下。
2007-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Braiding non-Abelian quasiholes in fractional quantum Hall states
分数量子霍尔态中的准空穴是实验上实现非阿贝尔任意子的最有希望的候选者。它们被假设为局部激发,并显示非阿贝尔统计充分分离时,但这些属性还没有明确证明,除了摩尔-里德状态。在这项工作中,我们应用新开发的矩阵产品状态技术来检查这些奇异的激发。对于Moore-Read态和$\mathbb{Z}_3$ Read-Rezayi态,我们估计了准空穴半径,并确定了与编织统计指数收敛相关的关联长度.我们提供了第一个微观验证的斐波那契性质的$\mathbb{Z}_3$读取Rezayi准孔。我们还提出了证据的非酉加夫尼波函数的等离子体屏蔽失败。
2014-09-09 cond-mat.str-el
Spin-statistics relation and the Abelian braiding phase for anyons in fractional quantum Hall effect
本文仅利用分数量子霍尔波函数在球面和圆盘几何上证明了准空穴的自旋-统计关系,并将圆盘证明推广到有限尺寸可形变的现实系统,揭示准空穴自旋分量与不同共形希尔伯特空间的联系,为研究形变和无序引入的额外贝里曲率对任意子编织的影响提供基础。
2023-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Gaffnian and Haffnian: physical relevance of non-unitary CFT for incompressible fractional quantum Hall effect
我们激励密切关注的有用性的Gaffnian和Haffnian准空穴流形(零空间的各自的模型哈密顿)为著名的带隙分数量子霍尔(HALTH)阶段。这些子空间的共形不变性是从微观多体态中明确推导出来的。由此产生的CFT描述导致了一个有趣的紧急与$h=2,c=0$的主要领域,我们认为准空穴流形是量子力学定义良好,行为良好。针对$ν=1/3$和$ν=2/5$的不可压缩相,我们证明了Laughlin相的低激发是Gaffnian和Haffnian准空穴的量子流体,并给出了Haffnian模型哈密顿量对Laughlin准电子是无隙的微观论证.我们讨论了热霍尔电导和散粒噪声测量在$ν=2/5$,并认为实验观察可以理解的动力学内的加夫尼准空穴流形。提出了一些详细的预测这些实验测量,我们讨论了它们的关系,传统的CFT参数和复合费米子的描述。
2021-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Characterization of quasiholes in fractional Chern insulators
我们详细研究了圆环面几何上和分数Chern绝缘体中$ν=1/2$玻色子分数量子Hall态的阿贝尔准空穴。我们发现,通过在晶格上选择合适的长度单位,分数Chern绝缘体中准空穴的密度分布可以与相应的分数量子Hall态的密度分布相关联。这个长度单位仅取决于包含分数陈氏绝缘体的晶格模型。因此,一旦已知分数量子霍尔态的准空穴尺寸,就可以对任何晶格模型预测分数陈氏绝缘体中的准空穴尺寸。我们讨论了晶格嵌入对准空穴尺寸的影响。我们还进行了编织的准孔分数陈绝缘体模型,以探测这些激发的分数统计。编织阶段的数值准确地匹配的理论预测。
2015-01-21 cond-mat.str-el
Characterization of quasiholes in two-component fractional quantum Hall states and fractional Chern insulators in $|C|=2$ flat bands
我们对最低朗道能级下的二分量Halperin $(221)$态和几种$ν=1/3$玻色子分数Chern绝缘体在Chern数为$|C|=2$的拓扑平带中的准空穴激发进行了精确对角化研究.属性,包括准孔的大小,收费,和编织统计进行了评估。对于Halperin $(221)$模型态,我们观察到了具有清晰内部结构的各向同性准空穴,得到了与理论值相匹配的准空穴电荷和统计量。有趣的是,我们还提取了相同的准空穴的大小,电荷和编织统计的连续模型状态的$|C|=2$分数陈绝缘体,虽然后者具有“颜色纠缠”的性质,不存在于普通的两个组件Halperin状态。我们还考虑了两个带具有$|C|=2$的实晶格模型。在那里,我们发现,准空穴可以表现出更强的振荡的密度分布,而具有相同的电荷和统计的连续介质模型。
2019-01-23 cond-mat.str-el
Universal Modelling of Oscillations in Fractional Quantum Hall Fluids
本研究针对通量插入产生的不可压缩分数量子霍尔流体密度振荡,提出占据数空间的阻尼振荡模型实现普适描述,揭示振荡间关联,为实验调控与数值计算提供工具。
2024-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional quantum Hall effect at $ν= 5/2$: Ground states, non-Abelian quasiholes, and edge modes in a microscopic model
我们提出了一个全面的数值研究的微观模型的分数量子霍尔系统在填充分数$ν= 5/2$,基于光盘的几何。我们的模型包括库仑相互作用和一个半现实的限制潜力。在某些情况下,我们还混合了一些三体相互作用,以帮助阐明物理学。得到了相图,讨论了基态可以用摩尔-里德态描述的条件,并研究了它与邻近条纹相的竞争。我们还研究了准空穴激发和边缘激发的Moore-Read-like状态。由边缘谱的演化,我们得到了电荷边缘模和中性边缘模的速度,它们有很大的差别。这种速度的分离是非阿贝尔准空穴/准粒子(带电荷$\pm e/4$)在边缘传播时的退相干源;使用从一组特定参数获得的数字,我们估计退相干长度约为4微米。这为双点接触干涉仪中的两个点接触的分离设定了上限,该干涉仪旨在检测这种准粒子的非阿贝尔性质。我们还发现了一个国家,这是一个潜在的候选人,最近提出的反Pfidian国家。我们发现推测的反Pfizer态在弱限制(光滑边)下更受青睐,而Moore-Read Pfizer态在强限制(尖锐边)下更受青睐。
2008-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Matrix product state representation of non-Abelian quasiholes
我们提供了一个详细的解释的形式主义,必要的构造矩阵乘积态的分数量子霍尔模型状态的非阿贝尔准空穴。我们的构造产生了一个有效的表示的波函数与保角块归一化和monodromy,并补充了矩阵乘积态表示的分数量子霍尔基态。
2015-07-10 cond-mat.str-el
Braiding fractional quantum Hall quasiholes on a superconducting quantum processor
本研究使用小型含噪超导量子处理器,在薄圆柱体简化模型框架内模拟分数量子霍尔准空穴的直接编织,通过ancilla控制绝热演化序列并采用复合误差缓解策略测量拓扑相位,为研究分数量子霍尔态的编织统计开辟了新途径。
2023-04-18 cond-mat.str-el quant-ph
Properties of Non-Abelian Fractional Quantum Hall States at Filling $ν=\frac{k}{r}$
计算了在一般填充$ν=\frac{k}{r}$下用Jack多项式描述的非阿贝尔分数量子霍尔态的物理性质。对于$r=2$,这些状态与$Z_k$ Read-Rezayi parafermion相同,而对于$r>2$,它们代表新的PDMATHH状态。乘以范德蒙行列式的$r=k+1$态是在费米子填充$2/5, 3/7, 4/9...$时的非阿贝尔替代态结构。我们得到了热霍尔系数、量子尺寸、电子标度指数,并表明非阿贝尔准孔具有一个定义明确的传播子,随着距离的增加而下降。杰克多项式的聚类特性提供了一个强有力的指示,即$r>2$的状态可以作为\emph{non-unitary}共形场论的场的传播子来获得,但是当调用CFT-BHH连接来计算诸如热霍尔系数或更重要的准空穴传播子之类的物理特性时,CFT-BHH连接失败。准空穴波函数,当写为杰克多项式的相干态表示时,在填充$ν=\frac{k}{r}$时,对于\emph{all}非阿贝尔态具有相同的结构。
2008-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quasihole dynamics as a detection tool for quantum Hall phases
现有的规范场合成技术能够将二维玻色子云引入一个区域,其中占据的单粒子态被限制在最低朗道能级(LLL)。排斥短程相互作用驱动从完全凝聚到强关联状态的各种转变。在这些不同的阶段,我们研究了系统的准空穴激发引起的激光束的响应。我们发现,在劳克林状态的准孔执行一致的恒定旋转中心周围,确保角动量守恒。这是不同的任何其他政权与更高的密度,其中准空穴被发现衰变。在一个特征时间,衰变过程被逆转,并且可以在密度中观察到准空穴的复苏。测量复兴的周期和位置可以用作光谱工具,以识别具有有限数量原子的系统中的强关联相。
2012-10-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Change in the character of quasiparticles without gap collapse in a model of fractional quantum Hall effect
在分数量子霍尔效应的研究中,通常假设分数量子霍尔态的物理性质,特别是其激发的性质,在哈密顿量的连续变形下是不变的,在此期间,间隙不闭合。本文表明,至少对于有限系统,当相互作用从模型三体相互作用变为库仑相互作用时,填充因子$ν=2/5$处的基态从所谓的Gaffian波函数不断演化为复合费米子波函数,而准空穴则以非微扰的方式改变其性质.这归因于库仑相互作用在加夫尼准空穴扇区中打开了一个间隙,将许多状态推向非常高的能量。有趣的是,发现能隙以下的态与复合费米子理论有一一对应的关系,表明Gaffnian模型中含有复合费米子,并且当两体相互作用项打开时,Gaffnian准空穴对复合费米子的形成是不稳定的.
2009-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Long-range Entanglement and Role of Realistic Interaction in Braiding of Non-Abelian Quasiholes in Fractional Quantum Hall Phases
Nanyang Technological University(南洋理工大学);A*STAR(新加坡科技研究局)
本文利用 Jack 多项式研究分数量子霍尔相中摩尔-里德非阿贝尔准空穴的编织,揭示宇称守恒导致的长程纠缠对真实相互作用下交换统计测量的影响,并提出通过微调双体相互作用稳定融合通道的方法。
2025-11-07 cond-mat.str-el
Bound states of anyons: a geometric quantization approach
Harvard University(哈佛大学)
本文通过几何量子化方法研究任何子束缚问题,利用有效势和Kähler势分析任何子 Berry 相位与希尔伯特空间结构,发现即使在纯排斥相互作用下,任何子也能形成束缚态。
2026-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional charge and statistics in the fractional quantum spin Hall effect
本文考虑分数量子自旋Hall态中存在两种基本准空穴激发,并利用Chern-Simons场论和Berry相位技术研究了它们的拓扑性质.通过这两种不同的方法,我们得到了每种准空穴的相同电荷和统计角,以及两种不同类型的准空穴激发之间相同的互统计。
2011-12-11 cond-mat.other cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Plasma Analogy and Non-Abelian Statistics for Ising-type Quantum Hall States
我们研究了伊辛型量子霍尔态中准粒子的非阿贝尔统计,这些准粒子可能是解释第二朗道能级中观察到的霍尔电导率平台的候选者,最值得注意的是填充分数nu=5/2。我们完成了在Nucl.Phys.B506,685(1997)中开始的程序,证明了在c=1+1/2共形场论中,简并的Moore-Read Pfronan态的四准空穴和六准空穴波函数在共形块基中是正交的,且具有相等的常数范数.因此,这证明了在这种状态下激发的非阿贝尔统计是由这些波函数的显式解析延拓给出的。我们的证明是基于等离子体类比来自库仑气体伊辛模型关联函数建设涉及秩序和(最多两个)无序运营商。我们展示了如何计算也确定了非阿贝尔统计的集合超过6个准孔,并给出了一个明确的表达相应的共形块导出的波函数为任意数量的准孔。我们的方法也适用于反Pfronan波函数和邦德森-斯林格兰层次结构的摩尔读和反Pfronan状态。
2011-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Elementary Excitations in Fractional Quantum Hall Effect from Classical Constraints
量子流体在单朗道能级上约化密度矩阵的经典约束,称为局域排斥条件[B. Yang,arXiv:1901.00047],最近已显示出表征许多α-OH相的基态。在这项工作中,我们扩展了LEC建设,建立基本的激发,即准空穴和准电子,这些cohOH阶段。特别是,我们阐明了准空穴计数,分类各种类型的准电子,并构建其微观波函数。我们广泛的数值计算表明,从LEC得到的Laughlin态的无约束准电子激发拓扑等价于从复合费米子理论得到的。有趣的是,LEC结构揭示了不同的量子周期相位之间的有趣联系,并提供了一个新的视角来看待加夫尼态和斐波那契态等奇异态。
2021-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Sensing the binding and unbinding of anyons at impurities
Institute for Theoretical Physics, ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院理论物理研究所);Department of Physics, University of Zürich(苏黎世大学物理系)
研究在ν=1/3 Laughlin分数量子霍尔态中,强吸引杂质势如何使准孔任意子结合,通过调制化学势改变结合数,提出实验方法。
2025-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Exact wavefunctions for excitations of the nu=1/3 fractional quantum Hall state from a model Hamiltonian
我们研究了具有开放边界的圆柱几何中的分数量子霍尔态。通过截断电子间的库仑相互作用,我们证明了可以构造无限多个精确的本征态,包括基态、准空穴、准电子和激发态的磁子支。
2012-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nature of excitations of the 5/2 fractional quantum Hall effect
它表明,与精确的对角化研究的帮助下,系统与多达16个电子,在存在多达两个δ功能杂质,Pfiran模型是不足以为实际的准空穴和准粒子的5/2分数量子霍尔效应。非阿贝尔统计的影响进行了讨论。
2006-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Geometric Defects in Quantum Hall States
我们描述了一个几何(或引力)模拟的分数量子霍尔态的Laughlin准空穴。类似于准空穴,这些缺陷可以通过将适当的顶点算子插入到试验波函数的共形块表示中来构造,然而,与准空穴不同的是,这些缺陷是外在的,并且不对应于量子流体的真实激发。我们构建了一个波函数在存在这样的缺陷,并解释如何分配一个电荷和自旋的每个缺陷,并计算绝热,非阿贝尔统计的缺陷。的缺陷原来是等价的genons,因为它们的绝热交换统计可以描述在一个适当的高属黎曼曲面的映射类组的表示。我们提出了一个一般的建设,原则上,允许计算任何“父”拓扑相位的$\mathbb Z_n$基因子的统计。我们说明的例子的劳克林状态的建设,并执行一个明确的计算的编织矩阵。除了非阿贝尔统计几何缺陷拥有一个普遍的阿贝尔总相位,由重力异常。
2016-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Solitons and Quasielectrons in the Quantum Hall Matrix Model
我们研究了如何在有限量子Hall矩阵模型中引入分数荷准电子,在耦合到非对易Chern-Simons规范场的非对易$ϕ^4$理论的有限矩阵模型中,准电子以BPS孤子和准空穴的组合形式出现.我们还讨论了如何正确地定义经典矩阵模型中的电荷密度,并计算了液滴、准空穴和准电子的密度分布。
2004-06-29 cond-mat.str-el hep-th
Optical control over bulk excitations in fractional quantum Hall systems
分数量子霍尔系统中的局部激发是凝聚态中最有趣的对象之一,因为它们的行为就像分数电荷和分数统计的粒子。为了在实验上揭示这些奇异的性质,并进一步将这种激发用于量子计算,对激发的微观控制是必要的。在这里,我们讨论不同的光学策略来实现这种控制。首先,我们提出了一个非零轨道角动量的光场的应用可以泵的轨道角动量的量子霍尔液滴中的电子。在类比劳克林的论点,我们表明,这个领域可以产生一个准空穴或准电子在这样的系统。其次,我们考虑一个光学势,可以捕获一个准空穴,通过排斥电子从该地区的光束。我们模拟了一个运动的光场,它能够控制准空穴的位置。这允许印记的特征贝里相位,反映了分数电荷的准空穴。
2018-08-08 cond-mat.str-el physics.optics quant-ph
Anyon Dispersion in Aharonov-Casher Bands and Implications for Twisted MoTe${}_2$
Harvard University(哈佛大学);Flatiron Institute(平顿研究所);New York University(纽约大学)
通过将相互作用投影到Laughlin准空穴空间,发展了FQAH态中任意子色散的解析控制理论,发现准空穴带宽随量子几何不均匀性和相互作用屏蔽长度增大而增大,在扭曲MoTe${}_2$中可达~1 meV,并揭示了色散源于相互作用产生的周期势和背景磁场引起的多体Berry相位。
2026-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nature of Quasielectrons and the Continuum of Neutral Bulk Excitations in the Laughlin Quantum Hall Fluids
我们构造了一个由$ν=1/3$分数量子霍尔(HHH)流体支持的单准电子态族的模型波函数。电荷$e^*$ = $e/3$准电子态被认为是一个电荷- $2e^*$准粒子和一个$-e^*$准空穴的复合物,它们以相对角动量$n\hbar > 0$围绕它们共同的电荷中心运行,并且精确地对应于基于填充的$n=0$朗道能级加上$n > 0$能级中的额外粒子的“复合费米子”结构。采用一个有效的三体模型(一个$2e^*$准粒子和两个$-e^*$准空穴)来描述中性体激发的基本物理过程.
2014-01-17 cond-mat.str-el
Fractional angular momentum and anyon statistics of impurities in Laughlin liquids
分数量子霍尔液体的元激发是准粒子或准空穴,它们既不是玻色子也不是费米子,而是所谓的任意子。在这里,我们研究的杂质粒子浸没在量子霍尔液体绑定到准空穴通过与液体的排斥相互作用。我们证明了杂质的角动量是由角动量的分数“量子”的倍数给出的,并且可以从杂质密度直接观察到。在一个有几个杂质束缚在准空穴上的系统中,它们的总角动量介于自由费米子和自由玻色子之间。这种插值的特征在于任意子的分数统计参数,该参数通常通过它们的编织行为来定义。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Screening Behavior and Scaling Exponents from Quantum Hall Wavefunctions
我们提供了一个强大的和通用的方法来评估屏蔽性能和提取的准粒子边缘激发的量子霍尔态模型波函数的标度指数。我们数值实现这种方法的基本准孔和孔激发的几个模型状态。对于Laughlin态、Moore-Read态和Z_3-Read-Rezayi态,我们发现与预测的边理论一致,验证了体-边对应。我们也用它来获得第一个明确的微观演示的加夫尼波函数的病理。
2012-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-Singlet Quantum Hall States and Jack Polynomials with a Prescribed Symmetry
我们证明了一大类玻色自旋单重态分数量子霍尔模型波函数及其准空穴激发可以用具有预定对称性的Jack多项式表示。我们的方法描述了新的自旋单重量子霍尔态在填充分数nu = 2k/(2 r-1)和推广的(k,r)自旋极化杰克多项式态。NASS和Halperin自旋单重态是我们构造的具体例子。多项式表示的多体状态,其中包含配置从根分区通过一个广义的压缩过程,涉及自旋和轨道自由度。相应的广义泡利原则根分区得到,允许计数的准空穴状态。我们还提取了中心荷和准空穴标度维数,并对(k,r)自旋单重Jack态的CFT提出了一个猜想.
2011-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Gap evolution in nu=1/2 bilayer quantum Hall systems
在一定的层间距和层间隧穿范围内,数值研究了双层系统中总填充率为$ν=1/2$的分数量子霍尔态。结果表明,随着层间隧穿速率的增加,基态从二组分态连续地转变为单组分态,而最低激发态则不连续地转变。这一事实解释了所观察到的激活能的不寻常行为,其揭示了作为层间隧穿的函数的向上尖点。考察了基态和准空穴态的一些试探性波函数。
2003-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Numerical studies of the Pfaffian model of the nu=5/2 fractional quantum Hall effect
本文提出了分数量子霍尔效应(nu=5/2)的Pfronan模型。我们检查它的准空穴激发与精确的对角化结果进行比较。具体来说,我们考虑的结构的低能谱,精确的微观波函数,粒子-空穴对称性,分裂的简并性,和非对角长程序。我们还审查了如何5/2的EQUHE可以理解,而不呼吁Pfwestan模型。非阿贝尔编织统计的影响将被提及。
2007-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Parametrization and thermodynamic scaling of pair correlation functions for the Fractional Quantum Hall Effect
本文提出基于修正 Jacobi 多项式的稳定展开,用于参数化并标度分数量子霍尔波函数的配对关联与准空穴分布,还据此拟合衰减振荡并估计磁旋子能隙。
2023-02-09 cond-mat.str-el
Charged spin textures over the Moore-Read quantum Hall state
我们研究了填充因子为5/2的Moore-Read量子霍尔态的带电自旋织构。我们开发了一个代数框架,并表明,配对条件是固有的摩尔-里德状态自然导致一类带电自旋纹理,标记为缠绕数[w_I,w_II]。基本的CST,与标签[1,0]和电荷e/4,被确定为极核涡旋中已知的自旋1 BEC文献。基本CST的融合产物所携带的自旋织构与底层非阿贝尔准空穴的融合通道相关。
2011-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
On transport in quantum Hall systems with constrictions
最近的实验结果的动机,我们研究运输在一个简单的唯象模型的量子霍尔边缘系统的栅极电压控制收缩降低局部填充因子。从收缩反向散射的电流被认为是从收缩($ν_{2}$)和散装($ν_{1}$)区域中的边缘电流激发的属性的匹配而产生的。我们开发了一个流体力学理论的玻色子边缘模式的启发,这个模型,发现两个隧穿过程之间的竞争,相关的准粒子准空穴对称性,决定了低偏压传输电导的命运。用这种方法,我们为最近许多令人困惑的实验结果找到了令人满意的解释。
2006-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Inter-edge strong-to-weak scattering evolution at a constriction in the fractional quantum Hall regime
报道了分数量子霍尔机制中分裂栅收缩区边间隧穿的栅压控制。定量协议的行为预测的手性Luttinger液体之间的平衡准粒子传输显示在低温下在特定值的背散射强度。当通过改变栅压降低后者时,隧穿电导的零偏置峰演化为最小值,并出现非线性类空穴特性。我们的分析强调了局部填充因子在分裂栅收缩区中的作用。
2004-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Geometric test for topological states of matter
我们将Laughlin,Niu-Wu-Tao-Wu,和Avron-Seiler-Zo-Wu的通量插入论证推广到高亏格表面上的分数量子霍尔态的情况。我们提出这种设置作为一个测试,以验证的鲁棒性,或拓扑性,物质的量子态,并将我们的测试的劳克林状态。劳克林态在雅可比矩阵上形成一个矢量丛,即劳克林丛,雅可比矩阵是通过表面空穴的阿哈罗诺夫-玻姆通量空间。劳克林丛的秩是劳克林态的简并度,或者在存在准空穴的情况下,是相应的完整多体希尔伯特空间的维数;它的斜率是第一个陈恩类除以秩,是霍尔电导。我们计算的秩和所有的陈类Laughlin丛的任何属和任何数量的准洞,解决,特别是文牛猜想。然后,我们表明,Laughlin束与非本地化的准空穴是不射影平坦的,霍尔电流精确量子化的状态与本地化的准空穴。因此,我们的测试将这些状态与完整的多体希尔伯特空间区分开来。
2021-05-03 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Generalization of Laughlin's Theory for the Fractional Quantum Hall Effect
受分数量子霍尔填充因子$ν= 1/m$的复合费米子(CF)理论中的准粒子波函数的启发,我考虑了一个合适的准粒子算子微分形式,作为Laughlin准粒子算子的修正形式,它再现了CF理论中预测的准粒子波函数.进一步考虑该算符的共轭作为准空穴算符,得到了一个新的$1/m$态的准空穴波函数。这些波函数中的每一个都被解释为从劳克林凝聚体的原始希尔伯特空间被驱逐到不同的希尔伯特子空间中的电子,同时仍然保持其与凝聚体中的电子的相关性(尽管改变了),使得被驱逐的电子相对于凝聚体中的电子表现为CF。有了这个解释,我表明,基态波函数的一般状态填充分数$ν_{n,m}^{\pm} = n/[n(m\mp 1)\pm 1]$,分别可以构造为相干叠加的$n$耦合Laughlin凝聚体和它们的共轭,形成在不同的希尔伯特子空间。相应的波函数,特别是令人惊讶的$ν_{n,m}^{-}$序列的状态,是相同的非相互作用CF理论中提出的。被认为是相互作用的CF的分数量子霍尔效应的状态也可以在相同的基础上被处理为描述为耦合凝聚体的突出的状态序列,其中一个是在不同的希尔伯特子空间中的非Laughlin凝聚体。此外,我预测,最低朗道能级的一半填充是一个量子临界点之间的相变两个拓扑不同的阶段,每个对应于一个家庭的状态。
2019-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effective Field Theory and Projective Construction for the Z_k Parafermion Fractional Quantum Hall States
投影构造是一种强有力的方法来推导非阿贝尔分数量子霍尔(HHH)态的体和边场论,并产生一个更简单的整数量子霍尔态的非阿贝尔HHH态的理解。本文给出了在填充分数ν= k/(kM+2)处的Z_k仿费米子(Laughlin/Moore-Read/Read-Rezayi)→ H态的投影构造.这使我们能够导出这些拓扑相的体低能有效场论,它是一个具有U(M)\times Sp(2 k)规范场的1级Chern-Simons理论。这种方法也有助于我们理解整数量子霍尔态的空穴的非阿贝尔准空穴。
2009-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The structure of spinful quantum Hall states: a squeezing perspective
我们提供了一组规则来定义几个自旋量子霍尔模型态。该方法扩展了已知的自旋极化态的方法。它是通过指定一个undressed根分区,一个压缩过程和规则来实现的自旋打扮的配置。它适用于无激发态和准空穴态。特别是,我们表明,天真的概括,其中一个保留的自旋信息在压缩序列,可能会失败。我们给出了许多例子,如Halperin状态,非阿贝尔自旋单重态或自旋电荷分离态。将无自旋量子Hall态序列(k=2,r)的压缩过程推广到有自旋的情况,当k+1个粒子重合时,无自旋量子Hall态序列的压缩过程为r次方.作为我们方法的一个应用,我们证明了在几个自旋态的粒子纠缠谱中观察到的计数与通过根分区和我们的规则得到的计数相匹配。这种计数也匹配相应的模型哈密顿量的准空穴状态的计数,当后者可用。
2011-11-22 cond-mat.str-el
Composite-Boson Ansatz for Fractional Quantum Hall Manifolds of Lattice Bosons at Generic Fillings $ν<1/2$
Bilkent University(比尔肯特大学);Istanbul Technical University(伊斯坦布尔科技大学);Mimar Sinan Fine Arts University(米马尔·希南美术大学)
本文针对通用填充ν<1/2的格点玻色子分数量子霍尔流形,提出复合玻色子拟设,通过计算多体陈数等验证其特征,建立了相关微观框架。
2026-08-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Measurable fractional spin for quantum Hall quasiparticles on the disk
我们研究了定义在圆盘上的最低朗道能级量子霍尔态的局域准粒子激发的自旋。我们提出的自旋满足自旋统计关系,并可以用来重建拓扑几何相位与两个任意选择的准粒子的交换。由于它与准粒子电荷分布的四极矩有关,因此可以在实验中测量,并且可以以一种与迄今为止采用的干涉测量方案互补的方式揭示任意子性质。我们首先讨论了Laughlin态的准空穴的定义,并给出了我们自旋的数值和解析研究,然后讨论了Halperin221态的几种准空穴。最后,我们讨论了我们的自旋和准粒子围绕其轴的绝热旋转之间的联系,并证明了我们的自旋服从自旋统计关系。
2022-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Microscopic derivation of Ginzburg-Landau theories for hierarchical quantum Hall states
我们提出了一个金兹伯格-朗道理论的阿贝尔量子霍尔层次的一个大的和重要的部分,包括显着观察到的耆那教序列。通过一种广义的“通量附着”构造,我们将Ginzburg-Landau-Chern-Simons复合玻色子理论推广到由准电子和准空穴凝聚得到的态,并将相应的波函数表示为共形场论中的标量.这就产生了一个精确的识别相对论性标量场进入这些散射器的原始电子场。
2020-04-23 cond-mat.str-el
From Irrational to Non-Unitary: on the Haffnian and Haldane-Rezayi wave functions
我们研究了Haffnian和Haldane-Rezayi量子霍尔波函数及其准空穴激发,通过它们的“根构型”,并指出这些看似不同的状态之间的密切联系。对于这两个国家,我们制定了一个“广义保利原则”,它允许计算这些国家的退化。这些状态之间的联系可能阐明描述“非理性”哈夫尼状态的基本理论。
2011-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Pfaffian quantum Hall state made simple--multiple vacua and domain walls on a thin torus
我们分析了薄环面上的Moore-Read Pfronan态。已知的六倍简并度是由两个不等价的晶体状态实现的,分别具有四倍和两倍简并度。基本的准空穴和准粒子激发是这些真空之间的畴壁,简单的计数参数为固定位置的$2n-k$空穴和$k$粒子给出了一个$2^{n-1}$维的希尔伯特空间,并为每个空穴和粒子分配一个电荷$\pm e/4$。这概括了已知的性质的孔激发Pfiran状态推导出使用共形场论技术。使用模型哈密顿量和少量粒子的数值计算支持存在一个稳定的相与退化真空和四分之一带电畴壁也远离薄环面的限制。自旋链哈密顿量编码的退化真空和各种域壁。
2006-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anyon-trions in atomically thin semiconductor heterostructures
Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);Collège de France(法兰西公学院);CNRS(法国国家科学研究中心);ENS-Université PSL(巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学);Sorbonne Université(索邦大学);International Solvay Institutes(国际索尔维研究所);Université Libre de Bruxelles(布鲁塞尔自由大学);ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院)
该研究通过理论分析证明在二维半导体异质结构中,层间激子与准孔结合可形成任何子三重态,并展示了其结合能与准孔电荷的关系。
2025-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Chiral Vertices, Fusion Rules and Vacua of Fractional Quantum Hall Systems
用有理共形场论刻画了二维不可压缩系统的量子态,如分数量子Hall系统。我们发展了一种方法来表达这些系统的波函数的手征顶点。我们在这些表达式上建立了量子力学,揭示了量子系统的共形场论描述的基本结构。对最近Nayak和Wilczek关于2n准空穴态在成对量子霍尔系统中的旋量统计的猜想进行了讨论。
1997-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Real-Space Entanglement Spectrum of Quantum Hall States
我们研究了量子霍尔态的纠缠谱。这些分区不同于以前使用的轨道和粒子分区,并揭示了这些拓扑有序系统的物理学的互补方面。我们表明,通过构建一对一的映射到粒子的分区纠缠谱,计数的实空间纠缠谱水平为不同的粒子数扇区与其角动量沿空间分区边界是等于计数的状态的系统与(unpinned)大量准空穴激发对应于相同的粒子和通量数。这证明了,对于一个由共形场论描述的理想模型态,实空间纠缠谱能级的计数是由共形场论边缘模的计数所限定的.已知这个界限在热力学极限中是饱和的(并且对于某些状态来说是有限的)。通过对几种理想模型态的数值分析,我们发现实空间纠缠谱确实具有共形场论所期望的边缘模色散关系。数值计算还发现,库仑相互作用基态的实空间纠缠谱呈现出一系列分支,这些分支分别与模型态和(在纠缠能隙以上)模型态的准粒子-准空穴激发有关.我们还数值计算了nu=1整数量子Hall态在实空间分区下的纠缠熵,并与解析预测进行了比较.我们发现,纠缠熵确实规模与足够大的系统的边界长度线性,但可达到的系统尺寸仍然太小,提供一个可靠的提取子领导拓扑纠缠熵长期。
2012-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Nonzero temperature transport near fractional quantum Hall critical points
在早期的工作中,达姆勒和作者(Phys. Rev. B in press; cond-mat/9705206)证明了非相干的非弹性过程在二维量子临界点附近的输运中所起的核心作用。本文将这些结果推广到分数量子化霍尔态和绝缘体之间的任意子气体中的量子跃迁的情况,通过改变外部周期势的强度诱导。我们用陈、费希尔和吴(Phys.Rev.B48,13749(1993))介绍的量子场论来描述这种跃迁。临界点处的纵向电导率和霍尔电导率都是$\hbar ω/ k_B T$的$e^2/ h$倍非平凡、完全通用的函数($ω$是测量频率)。这些功能的计算使用相结合的微扰理论的久保公式,和解决方案的量子玻尔兹曼方程的非离子准粒子和准空穴。结果包括直流电导率($\hbar ω/k_B T \to 0$)的值;早期的工作严格限制在T=0,因此只计算高频交流。使用$\hbar ω/ k_B T \to \infty$测量电导率。
1997-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Protected Topological Nodal Ring Semimetal in Graphene
本研究提出了一种石墨烯中的受保护拓扑节线环半金属,具备量子化量子霍尔响应、鲁棒一维手性边缘模式等特性,其体能带简并受Z₂对称性和双重正交结构保护,可应用于纳米电子学与能带理论相关的量子纠缠研究。
2022-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Exotic circuit elements from zero-modes in hybrid superconductor/quantum Hall systems
量子霍尔系统和超导体形成的异质结构最近被证明支持广泛令人垂涎的马约拉纳费米子零模式和更奇特的“parafermionic”概括。在这里,我们建立,探测这种零模式使用量子霍尔边缘状态产生非本地传输签名,铺平了道路,走向各种新颖的电路元件。特别是,我们证明了相当普遍的是,在低能量的零模式转换手性移动准粒子成相反的充电准空穴在同一方向传播-也就是说,他们交换的手征边缘电流的符号。然后,人们可以使用这种“完美安德烈耶夫转换”过程来构建新的且可能有用的电路元件,包括超导电流和电压镜以及用于分数电荷电流的晶体管。这些电路元件的特性应该提供零模物理的显著证据。
2014-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Single quasiparticle and electron nano-emitter in the fractional quantum Hall regime
我们提出了一种由磁场在时间上周期性驱动的反点组成的装置,作为著名的基于介观电容器的单电子源的分数量子霍尔对应物。我们充分表征的设置作为一个理想的发射器的个人准粒子和电子到分数量子霍尔边缘通道的劳克林序列。我们的治疗依赖于一个主方程的方法,并确定了最佳制度的操作这两种类型的来源。准粒子/准空穴发射制度在实践中只涉及两个电荷状态的antidot,允许分析处理。我们显示的精确量化的发射电荷,我们确定其最佳的工作制度,我们计算的相位噪声/散粒噪声交叉作为逃逸时间的函数从发射器。电子的发射,这需要一个更大的振幅的驱动,需要一个完整的数值处理的主方程更多的准粒子电荷态参与。尽管如此,在这种情况下,一个电子电荷的发射,然后由一个空穴每个周期也可以实现,和噪声频谱的整体形状是类似的准粒子源,但额外的准粒子过程的存在下,提高了噪声幅度。
2015-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el