Many-body \textit{T}-matrix theory of a strongly interacting spin-orbit coupled Fermi gas: Momentum-resolved radio-frequency spectroscopy and fermionic pairing
具有自旋轨道耦合的费米气体相互作用导致了许多有趣的现象，如拓扑超流体和马约拉纳费米子。本文利用动量分辨射频谱理论研究了强相互作用自旋轨道耦合费米气体中的费米配对。我们发展了一个强耦合的$T$ -矩阵理论，并给出了一个在幺正共振极限附近的相图。从原子到分子的动量分辨光谱响应的平滑过渡的预测，在共振和以下的各向异性配对的清晰的签名。我们的预测与多体配对可以直接测试在费什巴赫共振附近的$^{40}$ K或$^{6}$ Li原子的自旋-轨道耦合费米气体。
2013-03-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interacting Edge States of Fermionic Symmetry-Protected Topological Phases in Two Dimensions
近年来，人们发现费米子的拓扑相存在着保序性，而这种保序性在非相互作用的费米子系统和玻色子模型中是不存在的。我们研究了这种内在相互作用的费米子SPT相位在两个空间维度的边缘状态，由$\mathbb{Z}_4\times\mathbb{Z}_2^T$对称性保护。我们通过用空间平移对称性代替内部的$\mathbb{Z}_4$对称性来构造边Hilbert空间模型，并为边模型设计了一个精确可解的哈密顿量.我们表明，在低能量的边缘可以描述的两个组件的Luttinger液体，与非平凡的对称变换，只能在强相互作用的系统中实现。我们进一步证明了在各种扰动下的无间隙保护，以及理论中的体-边对应。
2020-06-03 cond-mat.str-el hep-th
Mott insulating phases and quantum phase transitions of interacting spin-3/2 fermionic cold atoms in optical lattices at half filling
本文研究了二维正方形光晶格中自旋为3/2的费米子超冷原子在半填充时的各种Mott绝缘相。利用具有隐藏SO（5）对称性的广义单带哈伯德模型，我们识别出两种不同的对称性破缺相：简并反铁磁自旋偶极/自旋八极有序和自旋四极有序，这取决于自旋相关相互作用的符号.这两个竞争订单表现出非常不同的对称性，低能量激发和拓扑特征。在SU（4）对称点附近，由于强的量子涨落，可能出现具有$π$ -通量相的量子临界态，导致自旋代数关联和无隙激发。
2007-03-12 cond-mat.str-el
Detecting topology through dynamics in interacting fermionic wires
我们描述了一个协议来读出相互作用的1D手征模型的拓扑不变量，基于测量随时间变化的体激发的平均手征位移。我们提出了相互作用的Su-Schrieffer-Heeger（SSH）链的分析计算和数值矩阵乘积态模拟，演示了如何平均手征位移允许区分拓扑绝缘体，平凡绝缘体和破缺相。最后，我们提供了一个实验蓝图，实现一个模型显示这三个阶段，并描述如何检测这些。
2020-08-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Construction and classification of point group symmetry protected topological phases in 2D interacting fermionic systems
在过去的几年里，相互作用玻色子和费米子系统中的保序拓扑相的构造和分类一直是人们研究的热点。最近，一个完整的分类和建设的空间群SPT相位也提出了相互作用玻色子系统。在本文中，我们试图将这种分类和建设方案系统地推广到相互作用费米子系统。特别是，我们通过低维块态装饰构造和分类点群SPT相位的2D相互作用费米子系统。我们发现了几个有趣的费米子SPT状态，这些状态只能在相互作用的费米子系统中实现（即，不在自由费米子或玻色子SPT系统中）。此外，我们还验证了最近提出的二维相互作用费米子系统的晶体等效原理。最后，潜在的实验实现这些新类的点群SPT阶段在二维关联超导体的地址。
2020-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Topological invariants and interacting one-dimensional fermionic systems
我们研究一维的，相互作用，带隙的费米子系统所描述的Peierls-哈伯德模型的变种，并通过一个拓扑不变量构造出他们的格林函数来表征他们的相位。我们证明了拓扑保护，零能量状态的存在，在这些系统的边界可以绑定到其拓扑不变的值，就像当与传统的，非相互作用的拓扑绝缘体。我们使用分析方法和数值密度矩阵重整化群方法的组合来计算这些系统的整个相图的拓扑不变量的值，从而推导出当拓扑保护边界状态存在。我们还能够研究自旋系统中的拓扑态，因为在莫特绝缘区的深处，这些费米系统会还原为自旋链。通过这种方式，我们将反铁磁自旋为1的海森堡链末端的零能态与拓扑不变量2联系起来。
2012-11-16 cond-mat.str-el
Competition of random and periodic potentials in interacting fermionic systems and classical equivalents: the Mott Glass
我们用多种方法研究了相互作用的费米子和玻色子系统中随机势和公度势之间的竞争。我们专注于一维相互作用的费米子系统，但高维玻色子和费米子扩展，以及经典的等价物也进行了讨论。我们的方法包括玻色化、副本变分法、泛函重整化群（RG）和原子极限附近的微扰，超越了传统的一维Luttinger液体微扰展开。所有这些方法都同意在这些系统中预测一个相，莫特玻璃，中间安德森绝缘体（可压缩的，在光学电导率的赝间隙）和莫特绝缘体（不可压缩的光学电导率的间隙）。从微扰重整化群的观点来看，Mott玻璃是出乎意料的，在电导率中具有赝能隙，同时保持不可压缩。在导出了Mott Glass相在一维中的存在性之后，我们定性地证明了它的存在性在高维中也是可以预期的。我们讨论了这一阶段的实验系统，如无序的经典弹性系统和脏玻色子的相关性。
2001-07-14 cond-mat.str-el
Entanglement Hamiltonian of Interacting Fermionic Models
强关联电子系统数值计算的最新进展使得相互作用费米子系统的纠缠谱和熵的计算成为可能。纠缠（模）哈密顿量的显式确定已被证明是一个相当困难的问题，只有少数结果。介绍了一种利用辅助场量子蒙特卡罗模拟直接确定相互作用费米子模型纠缠哈密顿量的方法。我们实现我们的方法上的一维哈伯德链划分成两个部分和哈伯德两条腿的阶梯划分成两个链。在这两种情况下，我们研究的纠缠哈密顿量的物理温度的函数的演变。
2018-11-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Real-space construction and classification for time-reversal symmetric crystalline superconductors in 2D interacting fermionic systems
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Graduate School of China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生院）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
本研究通过实空间构造，对二维相互作用费米子系统中时间反演对称保护晶体拓扑超导体进行了分类，发现具有$Z_4$和$Z_2$分类的内在相，以及支持角零模的更高阶FSPT相。
2026-02-24 cond-mat.str-el
Probabilistic cellular automata for interacting fermionic quantum field theories
经典的局域元胞自动机可以描述费米子的相互作用量子场论。我们构造了一个简单的经典自动机的一个特定版本的Thirring模型与虚耦合。这种相互作用的费米子量子场论服从幺正时间演化，并显示了量子力学的所有性质。具有概率初始条件的经典元胞自动机可以用量子力学的形式描述。我们的模型表现出有趣的功能，自发对称性破缺或孤子。同样的模型也可以表述为广义的伊辛模型。这种欧几里德晶格模型可以通过统计物理学的标准技术如蒙特卡罗模拟来研究。我们的模型是量子力学如何从经典统计学中产生的一个例子。
2020-11-16 cond-mat.str-el hep-lat hep-th
Interacting fermionic topological insulators/superconductors in three dimensions
对称保护拓扑（SPT）相是拓扑绝缘体概念在相互作用系统中的最小推广。在本文中，我们描述的分类和性质的三维（3D）的电子系统具有一些不同的对称性，这样的相位。对于代表所有类的对称性，在著名的10重方式的自由费米子拓扑绝缘体/超导体，我们确定的稳定性相互作用。通过结合玻色子SPT相的结果，我们得到了这些对称性的电子三维SPT相的分类。在正规U（1）子群的情况下，我们证明了这种分类是完全的。我们描述了这些状态的非平凡的表面和体积属性。特别是，我们讨论了有趣的相关表面状态，没有捕获在一个自由费米子描述。我们表明，在许多情况下，但不是所有的情况下，表面可以缺口，同时保持对称性，如果它发展内在的拓扑秩序。
2015-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Interacting fermionic symmetry-protected topological phases in two dimensions
我们分类并构造了具有一般有限阿贝尔么正对称性$G_f$的二维相互作用费米子保序拓扑相模型。为了获得分类，我们耦合FSPT系统的动态离散规范场与规范群$G_f$和研究编织统计在所产生的规范理论。在合理的假设下，编织统计数据使我们能够推断出具有阿贝尔对称性的2D FSPT相位的潜在完整分类。我们构建的FSPT模型是以下两种现有模型的简单叠加：（i）自由费米子模型和（ii）通过嵌入玻色子保护拓扑（BSPT）相获得的模型。有趣的是，使用这两种模型，我们能够实现几乎所有的FSPT阶段在我们的分类，除了一个类。我们认为，这一类特殊的FSPT相永远无法通过模型（i）和（ii）实现，因此可以被认为是内在相互作用和内在费米子的。此类最简单的例子与$\mathbb Z_4^f\times\mathbb Z_4\times\mathbb Z_4$对称性有关。我们表明，所有的二维FSPT相位与有限阿贝尔对称的形式$ \mathbb Z_2^f\times G$可以实现通过上述模型（i），或（ii），或一个简单的堆栈。最后，我们研究了BSPT相嵌入费米子系统时的稳定性。
2016-10-26 cond-mat.str-el
Entanglement studies of interacting fermionic models
强关联电子系统的最新进展使得我们可以通过蒙特卡罗模拟来研究相互作用的费米子模型的纠缠特性。我们简要回顾了在这方面所使用的技术，以确定纠缠熵和相关的纠缠哈密顿量。我们进一步应用这些方法计算了嵌入关联拓扑绝缘体中的条纹纠缠哈密顿量的自旋两点函数。此外，我们讨论了最近的方法，允许一个公正的，数值精确，直接确定的纠缠哈密顿辅助场量子蒙特卡罗模拟。
2019-04-11 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Extendibility of fermionic states and rigorous ground state approximations of interacting fermionic systems
本研究针对相互作用费米子量子多体问题，基于加权相互作用图，提供了费米子高斯积态近似真实基态的严格保证，揭示了费米子态的可扩展性并建立了非对称 de-Finetti 定理。
2024-10-10 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Emergence of asymmetric fermionic order in interacting birefringent fermions
双折射费米子具有两个不同的费米速度谱。本文基于晶格模型，利用平均场方法研究了双折射费米子的相互作用诱导相变。我们考虑了短程最近邻和次最近邻排斥作用，计算了不同条件下的相图。我们发现NN相互作用可以诱导非对称电荷密度波序，而NNN相互作用可以在跳跃积分β \rightarrow 1的各向异性的大极限下驱动非对称量子反常霍尔序（AQAH）. AQAH顺序的特征在于连接NNN站点的不相等的回路电流和两个导（价）带之间的间隙的外观。这种不对称的费米子级可以归因于双折射费米子的特定晶格几何结构。我们的实验结果的影响进行了讨论。
2020-01-19 cond-mat.str-el
Interaction effects on 1D fermionic symmetry protected topological phases
在给定对称性和维数的自由费米子系统中，可能的拓扑相仅用三种阿贝尔群Z_1、Z_2或Z的元素来表示。例如，具有S_z自旋旋转和时间反演对称性的非相互作用的一维费米子超导相可以用Z分类。我们表明，与弱相互作用，这种分类减少到Z_4。利用群上同调，我们还可以证明，即使有强相互作用，一维超导体也只有四个不同的相。比较它们的射影表示，我们发现这四种对称性保护的拓扑相都可以用自由费米子来实现。进一步，我们证明了具有Z_n离散S_z自旋旋转和时间反演对称性的一维费米子超导相，当n=偶数时可分为Z_4，当n=奇数时可分为Z_2，所有这些强相互作用拓扑相都可以由非相互作用费米子实现.我们的方法可以应用到其他对称性的系统，看看哪些一维拓扑相位可以实现自由费米子。
2012-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Energy diffusion in weakly interacting chains with fermionic dissipation-assisted operator evolution
本文将耗散辅助算符演化（DAOE）推广到费米子系统，提出FDAOE方法，并在一维Majorana链中验证其模拟能量输运的效率优于DAOE，同时发现扩散系数按相互作用强度四次方标度，与弱可积性破缺理论一致。
2023-12-01 cond-mat.str-el quant-ph
Hierarchy of correlations: Application to Green's functions and interacting topological phases
我们研究多体物理的不同的量子系统使用层次的相关性，这对应于一个推广的$1/\mathcal{Z}$层次。从这个层次得到的解耦方案是适合于计算双时间格林函数，由于其非微扰性质，我们描述的量子相变和拓扑特征的强关联相。作为具体的例子，我们考虑无自旋费米子在二聚物链和蜂窝晶格。我们提出的分析结果是有效的任何维度，并可以推广到不同类型的相互作用（例如，长程相互作用），这使我们能够以非常系统的方式阐明量子相关性的影响。此外，我们表明，这种方法提供了一个有效的框架，在相互作用系统中的拓扑不变量的计算。
2016-07-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Symmetry-protected topological orders for interacting fermions -- Fermionic topological nonlinear $σ$ models and a special group supercohomology theory
对称性保护拓扑相（SPT）是具有对称性$G$的带隙短程纠缠量子相，如果打破对称性，它们都可以光滑地连接到平凡的乘积态.它已被证明，一个大类的相互作用玻色子SPT相位可以系统地描述的群上同调理论。本文引入了一个（特殊的）群上同调理论，它是标准群上同调理论的推广。我们证明了一大类短程相互作用的费米子SPT相位可以用群超上同调理论来描述。利用超上循环的数据，我们可以得到相应的费米子SPT相的理想基态波函数。我们还可以得到实现SPT相的体哈密顿量，以及边界有效哈密顿量的反常（即非在位）对称性。边界上的反常对称性意味着对称边界对于1+1D边界必须是无隙的，并且在1+1D之外必须是无隙的或拓扑有序的。作为这一一般结果的应用，我们构造了一个新的SPT相在3D中，相互作用的费米子超导体与共面自旋序（具有$T^2=1$时间反演$Z_2^T$和费米子数奇偶$Z_2^f$对称性描述的一个完整的对称群$Z_2^T\times Z_2^f$）。这样的费米子SPT态既不能由自由费米子实现，也不能由相互作用玻色子（由费米子对形成）实现，因此不包括在自由费米子的K理论分类或相互作用玻色子的群上同调描述中。我们还构造了具有全对称群$Z_2\times Z_2^f$的三个相互作用的二维费米子SPT相。如果对称性没有被破坏，这些二维费米子SPT相都具有中心电荷$c=1$无隙边缘激发。
2014-09-16 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Stress tensor and current correlators of interacting conformal field theories in 2+1 dimensions: Fermionic Dirac matter coupled to U(1) gauge field
在$1/N_F$展开式中，我们计算了耦合到$U(1)$规范场的次领先阶$N_F$费米子的中心荷$C_T$和普适电导率$C_J$.我们讨论了这些精确计算的影响，作为诊断的响应和纠缠特性的相互作用共形场论强相关的凝聚态相和共形量子电动力学在$2+1$尺寸。
2016-02-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-th
Generalized Thouless Pumps in 1+1-dimensional Interacting Fermionic Systems
无边界泵浦是其中$\mathrm{U}(1)$电荷从费米子系统的边缘泵浦到另一边缘的现象。无刷泵已经推广到各种尺寸和各种电荷。本文研究了$1+1$维相互作用费米子短程纠缠（SRE）态的平凡相和非平凡相的广义费米子宇称无泵浦.为此，我们使用矩阵乘积状态（MPS）。MPS在$1+1$维中描述多体系统，并且可以代数地表征SRE态。我们证明了费米子MPSs（fMPSs）的基本定理，并利用它们来研究广义无源泵。我们构建非平凡的泵在平凡和非平凡的阶段，我们对相互作用的泵的稳定性。此外，我们定义的拓扑不变量的广义无源泵的fMPS方面，并建立与现有结果的一致性。这些都是不变量的家庭的SRE状态，不被捕获的高维贝里曲率。我们还讨论了广义无源泵浦的拓扑不变量与Donovan-Karoubi公式中的$K$理论的扭曲之间的关系。
2022-06-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Many-Body Entanglement Properties of Finite Interacting Fermionic Hamiltonians
Purdue University（普渡大学）；Taylor University（泰勒大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
研究有限相互作用费米子系统多体纠缠性质，证明其地面态无法达到最大M体纠缠，并探讨其对哈密顿量相互作用强度的约束。
2026-04-02 cond-mat.str-el quant-ph
Disentangling Interacting Systems with Fermionic Gaussian Circuits: Application to Quantum Impurity Models
本文提出用费米子高斯电路进行酉基变换以压缩纠缠、优化轨道，并结合 Anderson 杂质模型和 GMERA 展示其提升张量网络与 DMRG 计算及解释杂质物理的能力。
2025-01-09 cond-mat.str-el quant-ph
Entanglement spectrum as a marker for phase transitions in the density embedding theory for interacting spinless fermionic models
纠缠相关的性质作为量子多体波函数的良好指纹。然而，那些费米子模型是很难评估的标准数值方法，因为他们遭受有限尺寸效应。我们发现，一个所谓的密度嵌入理论（DET）可以评估他们没有尺寸标度分析在高质量的大尺寸密度矩阵重整化群分析。该方法将大规模的多体哈密顿量投影到定义在局部簇上的少量基组上，并通过调整局部密度矩阵来优化基组的选择.一维相互作用费米子的DET纠缠谱完美地再现了精确的纠缠谱，并作为相变点的标记。进一步指出，二维系统的相变可以由纠缠熵和反映波函数结构变化的保真度决定。
2020-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
A fermionic approach to tunneling through junctions of multiple quantum wires
多个相互作用电子的一维量子线的结作为量子线路的基本组成部分受到了理论界的广泛关注。虽然已经使用玻色化和密度矩阵重整化群（DMRG）方法在这些模型上获得了结果，但另一种强大的技术是基于体相互作用中的直接微扰理论，结合重整化群（RG）并在随机相位近似（RPA）中求和。到目前为止，这种技术只适用于有限长度的相互作用的导线连接到非相互作用的费米液体引线的情况。我们重新制定它的单粒子S-矩阵，正式统一的治疗不同数量的引线的交界处，并扩展这种方法，以涵盖的情况下，无限长的相互作用的引线获得的结果与以前的玻色化和DMRG结果在2-铅和3-铅交界处。
2016-04-02 cond-mat.str-el
Studies of the phase diagram of randomly interacting fermionic systems
我们提出的费米子系统的随机和挫折的相互作用的相图的细节，强调化学势的重要作用。绝缘费米子伊辛自旋玻璃模型显示出不同的纠缠磁不稳定性和相变。我们回顾三临界现象有关的电荷和自旋波动之间的强对应关系，被控制的量子统计。我们比较了自旋密度稀释的Sherrington-Kirkpatrick自旋玻璃与经典的自旋1模型，如BEG模型。我们详细分析了无限程模型，并表明，自旋玻璃顺序必须不连续衰减的化学势超过一个临界值，提供的温度低于三临界之一，和T=0的转变是经典型。Parisi复制排列对称性破缺（RPSB）控制了热自旋玻璃跃迁和SK模型AT线的费米子修正。RPSB发生在费米子自旋玻璃相中的任何地方。虽然金属系统中量子顺磁体到自旋玻璃转变的临界场论在T=0处保持复对称，在低T处只受到RPSB的小的修正，但相图在O（T^0）处受到RPSB的影响。推广我们的结果为费米子伊辛自旋玻璃，我们认为方面的模型与额外的自旋和电荷的量子动力学，如金属自旋玻璃。
1998-03-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Hierarchy of modes in an interacting system
研究相互作用费米子在1D在高能量，我们发现一个层次的光谱权重的激发理论和我们观察到的证据，第二个层次的激发实验。对角化模型的费米子（无自旋），我们表明，层次的权力分开的$\mathcal{R}^{2}/L^{2}$，其中$\mathcal{R}$是一个长度尺度相关的相互作用和$L$是系统的长度。第一级（最强）激发形成一个模式与抛物线色散，像一个重整化的单粒子。第二级激励产生一个奇异的幂律线形的第一级模式和多个幂律的频谱边缘。我们测量动量分辨隧道电子（费米子自旋）从/到线内形成的GaAs异质结构，这表明抛物线色散的第一级模式和良好的解决自旋-电荷分离在低能量与可观的相互作用强度。我们发现了类似于第二级激发的结构，这种结构在高动量下很快消失。
2014-08-13 cond-mat.str-el
Fermionic Symmetry Protected Topological Phases and Cobordisms
最近有人提出，相互作用的对称保护拓扑（SPT）相位可以使用配边理论进行分类。我们测试这一建议的情况下，费米子SPT相位与Z/2对称性，其中Z/2是时间反演或内部对称。我们发现，配边分类正确地描述了所有已知的空间维数小于或等于3的费米子SPT阶段，也预测，所有这些阶段可以实现的自由费米子。在更高的维度，我们预测存在固有的相互作用的费米子SPT阶段。
2015-08-18 cond-mat.str-el hep-th
Thermometry and signatures of strong correlations from Raman spectroscopy of fermionic atoms in optical lattices
提出了一种直接测量光晶格中弱相互作用费米子原子气体温度的方法。这种技术依赖于拉曼光谱，并适用于实验相关的温度制度。此外，我们表明，一个类似的光谱方案可以用来获得信息的准粒子性质和哈伯德带的相互作用的费米子自旋混合物的金属和莫特绝缘状态。这两种方法为实验工作者提供了新的探针来精确地表征限制在光晶格中的费米量子气体。
2009-12-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Fermionic Finite-Group Gauge Theories and Interacting Symmetric/Crystalline Orders via Cobordisms
我们制定了一个家庭的自旋拓扑量子场理论（自旋TQFTs）作为玻色子Dijkgraaf-Witten TQFTs的费米推广。它们是通过测量$G$ -等变可逆自旋TQFT，或者用物理学的语言，测量具有有限群$G$对称性的相互作用的费米子对称性保护拓扑态（SPT）而获得的。我们使用的事实，后者是分类庞特里亚金分类到自旋bordism群的分类空间$BG$。我们还考虑了无取向的类似物，即$G$ -等变可逆钉$^\pm$ -TQFT（费米子时间反演-SPT）及其测量。我们计算这些群体的各种例子的阿贝尔$G$使用亚当斯谱序列和描述所有相应的TQFT通过一定的bordism不变量的尺寸3，4，和其他。这给出了自旋TQFT的配分函数的显式公式与可能的扩展操作插入封闭流形。结果还提供了明确的分类与有限阿贝尔群对称性的费米子QFT的't Hooft异常在一维以下。我们构造了新的反常边界非限定自旋TQFT（表面费米拓扑序）。我们探索SPT和SET（对称性丰富的拓扑有序）的状态，和晶体的SPT保护的空间群（如平移$\mathbb{Z}$）或点群（如反射，反转或旋转$C_m$）对称性，通过层堆叠结构。
2018-12-31 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Anomalous Expansion of Attractively Interacting Fermionic Atoms in an Optical Lattice
强关联可以极大地改变量子多粒子系统的热力学。当系统自动进入强关联状态时，会出现特别有趣的行为，因为熵和强相互作用之间的相互作用会导致违反直觉的效应。一个众所周知的例子是所谓的Pomeranchuk效应，当液体3He被压缩向其结晶相时发生。在这里，我们报告了一种新的反常，等熵效应的吸引相互作用的费米原子的自旋混合物中的光晶格。当我们逐步增加原子间的吸引力时，我们观察到气体不是收缩，而是膨胀。这种膨胀是由晶格势中的电子对形成引起的两种效应的组合引起的：随着吸引力的增加，量子涨落受到抑制，这导致熵的主导作用，以及自旋自由度的逐渐丧失，这迫使气体激发额外的轨道自由度并膨胀到陷阱的外部区域以保持熵。我们观察到的出乎意料的热力学揭示了费米子哈伯德模型中配对的基本特征。
2009-10-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Simulation of strongly correlated fermions in two spatial dimensions with fermionic Projected Entangled-Pair States
我们解释了如何在投影纠缠对态（PEPS）的背景下实现张量网络的费米化的一般过程[P. Corboz，G。Vidal，Phys.Rev.B80，165129（2009）]。由此得到的费米子PEPS，类似于以前的建议，可以用来研究相互作用的费米子的基态的二维晶格。在玻色子的情况下，模拟的成本取决于基态的纠缠量，而不是直接取决于相互作用的强度。目前制定的费米子PEPS导致一个简单的数值实现，使我们能够回收大部分的代码玻色子PEPS。通过计算无限晶格上几个模型的基态近似，我们证明了费米子PEPS是相互作用费米子系统的一个有用的变分近似。对于相互作用的无自旋费米子的模型，基态能量低于Hartree-Fock的结果，移动金属和电荷密度波相位之间的边界。对于t-J模型，能量可比的一个专门的Gutzwiller投影的antonymous也得到了。
2010-04-28 cond-mat.str-el
Bounds on the entanglement entropy by the number entropy in non-interacting fermionic systems
多体系统纯态的纠缠可以用子系统约化密度矩阵$ρ$的雷尼熵$S^{(α)}=\ln\textrm{tr}(ρ^α)/(1-α)$来表征。然而，这些熵很难通过实验获得，通常只能在小系统中确定。在这里，我们表明，自由费米子系统的高斯态和粒子数守恒，$\ln S^{(2)}$可以紧密结合的更容易获得的雷尼数熵$S^{(2)}_N=-\ln \sum_n p^2(n)$，这是一个函数的概率分布$p(n)$的总粒子数在所考虑的子系统。特别是纠缠的动态增长，因此总是伴随着数量熵的增长--尽管在数学上较慢。我们说明了这种关系，在非相互作用的一维晶格模型，包括无序，安德森本地化，临界系统与非对角无序淬火的数值结果。
2020-03-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Computing classification of interacting fermionic symmetry-protected topological phases using topological invariants
近年来，利用广义上同调理论对相互作用费米子系统的保序拓扑相进行了分类，取得了很大的成功。然而，由于障碍函数的计算困难，广义上同调理论的显式计算是非常困难的。本文基于拓扑不变量的物理图象和同伦代数中的数学技巧，提出了一种求解这一难题的算法。众所周知，用于计数SPT相位的对称群的上同调中的上链可以等价地表示在不同的线性基中，称为分解。通过以比以前研究中常用的选择少得多的基的降低的分辨率来表示上链，计算成本大大降低。特别是，它减少了计算成本的无限离散对称群，如墙纸群和空间群，从无穷大到无穷大。作为例子，我们计算了所有17个墙纸对称群的二维相互作用费米子SPT相的分类
2021-12-08 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Friedel oscillations in a gas of interacting one-dimensional fermionic atoms confined in a harmonic trap
使用粒子密度算符$\hatρ(z)$在一维谐波阱中的渐近相位表示，提取描述Friedel振荡的部分$δ\hatρ_F(z)$。相对于相互作用的基态的期望值$<δ\hatρ_F(z)>$需要计算适当定义的相位算子的均方平均。这种计算是分析与谐波约束的Tomonaga-Luttinger模型。结果表明，零温下Friedel振荡的包络随着远离经典边界的边界指数$ν= (K+1)/2$而衰减.这个值不同于已知的开放边界条件或强钉扎杂质。因此，在本例中的软边界修改了弗里德尔振荡的衰减。两个组件的情况下进行了讨论。
2003-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Universality of the Hall conductivity in interacting electron systems
证明了二维周期晶格上一般弱相互作用带隙费米系统霍尔电导率的量子化。证明是基于费米子集团扩展技术结合晶格沃德恒等式，并在重建定理，使我们能够计算久保电导率作为其虚时间对应的解析延续。
2016-07-28 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Parisi-Symmetry of the Many-Body Quantum Theory of randomly interacting fermionic systems
我们发现，费米子系统的随机相互作用导致强耦合的玻璃秩序和费米子的相关性，最终在实施的Parisi副本排列对称性破缺（RPSB）在T=0量子场论。随着温度的降低，费米AT线以下的前体效应变得更强，并在整个低T区中起着至关重要的作用。的Parisi超度量结构示出，以确定低能量激发和费米子相关性的动态行为的大的时间，这是预测影响金属（和超导）自旋玻璃的输运性质。从而揭示了Parisi方案的量子动力学指纹。这些效应在T->0时最强，与T=0时的量子自旋玻璃跃迁形成对比，在低T时仅显示小的RPSB校正。而且，RPSB效应似乎影响O（T^0）处的基态跃迁轨迹，从而影响相图。我们推导出T=0格林函数的一个新的表示，它导致一个映射的费米（绝缘）自旋玻璃溶液的局部极限解的哈伯德模型与随机排斥相互作用。我们得到了Hubbard相互作用涨落的分布及其与RPSB阶数的关系。给出了金属自旋玻璃与无规U哈伯德模型之间的广义映射。提出了T=0时格林函数的新表示式，它对推广到具有自旋玻璃相的超导体是有用的。
1998-03-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Neural network-based nodal structures optimization for interacting fermionic systems
本文提出基于神经网络的变分蒙特卡洛方法，通过自适应优化节点结构，在多达30电子的量子点中超越固定节点扩散蒙特卡洛，实现更精确的基态能量，展示了机器学习在强关联费米子模拟中的潜力。
2025-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.comp-ph
Free and Interacting Fermionic Conformal Field Theories on the Fuzzy Sphere
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；Stony Brook University（石溪大学）
本文研究在模糊球上自由和相互作用费米共形场论，通过局部费米算子和角动量不匹配实现相变，并发现超Ising理论的超共形对称性。
2026-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Loop Braiding Statistics and Interacting Fermionic Symmetry-Protected Topological Phases in Three Dimensions
本文研究了含费米粒子的三维规范理论中圈激发的Abel编织统计，以及与之密切相关的具有幺正对称性的三维费米保序拓扑相的分类问题.通过对FSPT相的整体对称性的度量，将FSPT相转化为规范理论，从而将这两个问题联系起来。我们表明，存在某些类型的阿贝尔环编织统计，只允许在费米子粒子的存在下，这对应于3D“本征”FSPT相，即，那些不是源于玻色子SPT相的。虽然这种内在的FSPT相位普遍存在于2D系统和具有反酉对称性的3D系统中，但由于实现它们需要强相互作用的事实，它们在具有酉对称性的3D系统中的存在以前没有得到证实。我们发现，最简单的酉对称性，以支持三维固有FSPT相位是$\mathbb{Z}_2\times\mathbb{Z}_4$。为了建立结果，我们首先推导出一套完整的阿贝尔环编织统计的物理约束。解决的约束，我们得到所有可能的阿贝尔环编织统计在3D规范理论，包括那些对应于内在FSPT阶段。然后，我们构造了精确可解的状态和模型来实现环编织统计。这些状态和模型推广了著名的Crane-Yetter和Dijkgraaf-Witten模型。
2017-05-24 cond-mat.str-el hep-th
Matrix product state algorithms for Gaussian fermionic states
虽然一般的量子多体系统需要在经典计算机上模拟指数资源，但非相互作用费米子系统可以使用多项式缩放资源精确模拟。这样的系统可能是感兴趣的在他们自己的权利，但也出现在相互作用系统的数值方法，如哈特里-福克，密度泛函理论，和许多其他的有效模型。通常需要求解数千个组成粒子的系统，尽管它们的多项式缩放，但这些模拟在计算上是昂贵的。我们演示了如何通过基于矩阵乘积态的方法来改进这种缩放，这种方法在低维相互作用量子系统中取得了巨大的成功，自由费米子的情况下。与相互作用系统的情况相比，我们的方法在状态的纠缠熵上实现了指数加速。我们证明了它们的使用，以解决系统的多达一百万个网站的有效MPS键的尺寸为10^15。
2019-06-24 cond-mat.str-el quant-ph
Entanglement spectrum and symmetries in non-Hermitian fermionic non-interacting models
研究了带隙非相互作用非厄米系统中纠缠谱的性质及其与系统哈密顿量拓扑性质的关系。在非厄米系统中，可以定义两个不同的纠缠哈密顿量族，这取决于我们是只考虑右本征态（或等价地只考虑左本征态）还是考虑左本征态和右本征态的组合。我们表明，它们的纠缠谱仍然可以有效地计算，在厄米极限。我们讨论了如何对称性的哈密顿映射到纠缠谱的对称性取决于选择的多体状态。通过几个一维和二维的例子，我们表明，双正交纠缠哈密顿量直接继承的拓扑性质的哈密顿线带隙相位，具有特征奇异和能量零模式。右（左）密度矩阵承载着多体右（左）本征态自身拓扑性质的独特信息。在纯点带隙相中，当能带不可分离时，纠缠汉密尔顿量和系统汉密尔顿量之间的关系就会破裂。
2019-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Attenuating Dynamics of Strongly Interacting Fermionic Superfluids in SYK Solvable Models
本文通过构造类SYK模型并结合大N近似与格林函数方法，研究一维BCS系统中强相互作用对费米子超流体淬火动力学的影响，发现强SYK相互作用抑制配对序并导致系统快速热化，使振荡强度迅速衰减，且衰减率遵循可由玻尔兹曼方程解释的标度律。
2023-07-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Towards a complete classification of fermionic symmetry protected topological phases in 3D and a general group supercohomology theory
近年来，玻色子和费米子相互作用系统中对称性保护拓扑相的分类和构造成为一个有趣的理论研究方向。研究表明，（广义）群上同调理论或协边理论可以对相互作用玻色子/自旋系统中的SPT相进行完整的分类。然而，在相互作用费米子系统中，SPT相的构造和分类要复杂得多，特别是在3D中。在这项工作中，我们重新审视这个问题的基础上等价类的费米子对称局部酉（FSLU）变换。我们构造了相互作用费米子系统的非常一般的不动点SPT波函数。我们自然地再现了由特殊群超上同调理论给出的部分分类，并证明了对于酉对称群$G_b$，通过附加$\tilde{B}H^2(G_b, \mathbb Z_2)$（$H^2(G_b, \mathbb Z_2)$的所谓无障碍子群）结构，可以得到具有全对称群$G_f=G_b\times \mathbb Z_2^f$的三维相互作用费米子系统的SPT相的完整分类.我们还讨论了在任意维数下导出一般群超上同调理论的过程。
2018-04-04 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Berry Phase Physics in Free and Interacting Fermionic Systems
Berry相在许多多体系统的非平凡现象中起着重要的作用。本论文主要研究由于粒子动量的变化而产生的Berry相，并研究它在自由和相互作用费米子系统中的作用。首先，我们回顾了半经典动力学理论与贝里相位的非相互作用的费米子系综-贝里费米气体-这可能是远离平衡。我们特别回顾了著名的Berry相位对反常霍尔电流的贡献。然后，我们提供了一个具体的和一般的路径积分推导的半经典理论。然后我们转向具体的例子外尔费米子，它表现出深刻的手征反常的量子现象，我们回顾了这种量子效应，及其密切相关的手征磁效应和手征涡旋效应，在半经典动力学理论中的Berry相位。我们还讨论了如何洛仑兹对称性的动力学理论的Weyl费米子，违反了贝里相位项，实现非平凡的，我们提供了一个物理解释，这种非平凡的实现，并讨论其数学基础维格纳翻译。接下来，我们转向相互作用的费米子系统。我们认为费米液体接近平衡，并提出了贝里费米液体理论-扩展朗道费米液体理论纳入贝里相（和其他）的影响。在我们提出的Berry费米液体理论中，我们可以证明Berry相是一种费米表面性质，不受相互作用的影响。但也出现了新的影响，从相互作用，最显着的出现电偶极矩，除了通常的贝里相位贡献的异常霍尔电流的贡献。在非常一般的假设下，我们从量子场论证明了我们提出的Berry Fermi液体理论到Feynman图展开的所有阶。
2017-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Closed hierarchy of correlations in Markovian open quantum systems
我们研究了Lindblad主方程在空间的运营商，并提供简单的标准，封闭的层次方程的相关性。我们分别考虑了闭系统和开系统的时间演化，证明了满足闭性条件的开系统不一定是高斯型的。此外，我们还证明了耗散可以导致相互作用量子系统中关联层次的紧密性。作为一个例子，我们研究了相互作用的光机模型，费米-哈伯德模型，和拉比模型，都耦合到微调马尔可夫环境，并获得精确的解析表达式的时间演化的两点关联。
2013-10-18 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
In Situ Thermometry of Fermionic Cold-Atom Quantum Wires
我们研究了具有可调横模布居和单线分辨率的费米冷原子量子线系综。从原位密度分布，我们确定的温度的原子线在弱相互作用的限制和重建潜在的景观。通过改变原子数和温度，我们控制了横模的占据，并研究了一维-三维交叉。在1D极限，我们观察到的约化温度$T/T_{F}$增加几乎恒定的熵每粒子$S/N k_{B}$。原位探测单个原子线的能力为定量研究强相互作用的一维费米气体的平衡和输运性质铺平了道路。
2021-09-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
