Vortical effects in Dirac fluids with vector, chiral and helical charges
自由无质量狄拉克费米子的螺旋度在经典运动方程的水平上是一个守恒的、洛伦兹不变的量。对于由粒子和反粒子组成的一般系综，螺旋电荷和手征电荷是不同的守恒量。螺旋度流可以用螺旋度流来模拟，在没有相互作用的情况下，螺旋度流也是守恒的。与产生轴向（手征）电流的轴向涡旋效应类似，螺旋电流是由有限温度介质中的涡旋引起的，通过螺旋涡旋效应，矢量（电）电荷不平衡，导致新的非耗散输运现象。这些现象导致了一种新的流体动力学激励--螺旋涡波的出现。我们的研究结果表明，存在一种新的三角形异常的QED涉及螺旋度流除了标准的矢量和轴向电流。进一步利用守恒的螺旋电流，我们表明，一个有限的螺旋化学势可以用来计算热力学合奏费米子类似，但独立的矢量电荷和手性。我们推导了费米子在有限矢量、轴向和螺旋化学势下的压强$P$，并表明异常输运中出现的各种量，包括各种涡旋和圆形电导率以及剪切应力系数，可以通过对$P$相对于适当的化学势进行微分而得到。最后，我们计算了交叉点以上夸克-胶子等离子体中的螺旋度弛豫时间，并表明它与轴向电荷的弛豫时间相似。
2023-03-21 cond-mat.mes-hall hep-th nucl-th
Vortical effects in chiral band structures
本文针对一般能带结构电子建立了含旋转或涡度的Kubo响应理论，在静态极限下恢复手性涡旋效应，并在输运极限下发现由Berry曲率支配的旋磁涡旋效应，澄清了外尔半金属中涡旋输运的争议并给出器件实现方案。
2023-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Polarization Rotation of Chiral Fermions in Vortical Fluid
光与手征物质相互作用时会发生偏振旋转。它要求具有相反手性的光态与材料发生不同的相互作用。利用手征动力学理论证明了手征费米子与具有涡度的量子电动力学等离子体相互作用中也存在类似的极化旋转。我们发现极化的旋转既垂直于涡度，也垂直于费米子动量。在具有涡度的量子色动力学等离子体中，手征费米子也存在这种效应。当探测费米子具有动量各向异性时，会导致矢量流的产生。
2021-06-02 cond-mat.mes-hall hep-ph nucl-th
On chiral responses to geometric torsion
我们表明，几何扭转不会导致新的手征无耗散输运效应。相反，对扭转的明显响应可以被视为手征涡效应的表现。
2021-12-30 cond-mat.mes-hall hep-th
Quantum Formulation of Chiral Vortical Effect in Weyl Semi-metals
University of Houston（休斯顿大学）
针对手征涡旋效应现有半经典描述的局限，构建全量子表述，揭示其非平衡本质及费米分布成立的条件，发现多种量子现象，且半金属体系更易实验验证。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Tilt induced vortical response and mixed anomaly in inhomogeneous Weyl matter
我们提出了在存在空间不均匀性（即外尔锥的空间变化倾斜）的情况下外尔半金属中的非耗散输运效应和涡旋响应。我们表明，当光谱是各向异性和倾斜，由于空间晶格的变化，一个是面临广义量子异常，由于有效场来自倾斜结构。特别是，我们证明了位置相关的倾斜参数诱导局部涡，从而产生手征涡效应，即使在没有旋转或磁场。因此，它耦合到电场，从而有助于异常霍尔效应。
2023-02-27 cond-mat.mes-hall
Magneto-vortical Effect in Strong Magnetic Field
我们发展了朗道水平基协变手征动力学理论。我们用它来研究具有横向电场和定常涡度扰动的磁化等离子体。考虑真空位移后，在后一种情况下，我们发现在这两种情况下产生的电流和应力张量可以匹配一致的磁流体力学的本构方程。我们发现在涡度的情况下，解决方案包含温度和化学势的变化，以及最低朗道能级状态的激发。该解决方案引起的矢量电荷密度和轴向电流密度。来自位移和激发的真空部分与以前的研究一致，而完全来自激发的介质部分导致对矢量电荷和轴向电流密度的新贡献，与标准手征涡旋效应一致。
2021-03-22 cond-mat.mes-hall hep-ph nucl-th
Vortical Reflection and Spiraling Fermi Arcs with Weyl Metamaterials
外尔半金属的散射和输运在凝聚态物理中引起了越来越多的关注，其中包括手征零模以及相关的磁阻和手征磁效应。在这些研究中通常进行电导测量，然而，这不能解决电子的动量，阻止直接观察与Weyl点相关的散射矩阵中的相位奇异性。在这里，我们实验证明了螺旋相位分布的角度（动量）分辨散射矩阵的电磁波在光子Weyl超材料。它进一步导致夹在外尔超材料和金属板之间的空气间隙中的螺旋费米弧。利用角涡旋反射的无损耗特性，我们的研究结果为利用光子外尔系统操纵光学角动量建立了一个新的平台。
2020-08-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Chiral magnetic effect of light
我们研究的手征磁（涡旋）效应的光子模拟。我们讨论了磁电张量的矢量分量起“矢势”的作用，而它的旋转被理解为光的“磁场“。利用几何光学近似，我们证明了“磁场“通过与光子的Berry曲率的相互作用引起光的波包的异常移动。其机制与手征费米子的手征磁（旋）效应相同，因此我们称这种反常位移为“光的手征磁效应”。“我们通过直接求解波包在磁电材料表面的传输问题，进一步研究了几何光学之外的光的手征磁效应。我们证明了光的手征磁效应的实验信号是垂直入射到磁电材料的光束的横向位移的非零。
2018-05-24 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Anomaly related transport of Weyl fermions for Weyl semi-metals
本文提出了外尔半金属反常输运的场论模型。我们计算了电场、轴向（谷）流和能流中的手征磁场和手征涡旋效应。我们的研究结果与最近在大部分材料中使用动力学理论的分析结果一致。指出在量子场论中，动力学流必须等同于协变流。这些电流是异常的，CME表现为外尔半金属边缘的异常电荷产生/湮灭。我们讨论了一个可能的同时实验测试的手征磁和手征涡效应敏感的温度依赖性引起的重力贡献的轴向异常。
2014-01-28 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Anomalous transport from geometry
本文通过黑洞几何中的反常方程，推导出热气体的手性输运系数，并扩展至规范反常和弱磁场，得到手性磁效应和涡旋效应的完整系数集。
2023-05-19 cond-mat.mes-hall hep-th
Photonic spin Hall effect from quantum kinetic theory in curved spacetime
基于量子场论，我们建立了弯曲时空中极化光子的Wigner函数和量子动力学理论。从这个框架，光子手征/zilch涡效应再现在一个刚性旋转坐标。在空间非均匀坐标系中，我们导出了平衡态光子螺旋度流和能流的自旋霍尔效应。我们的推导揭示了这种光子霍尔效应与光子涡旋效应通过洛伦兹不变性联系在一起，并且它们的输运系数是相互匹配的。
2022-05-19 cond-mat.mes-hall hep-th physics.optics
The no-drag frame for anomalous chiral fluid
我们表明，对于一个异常的流体进行耗散手性磁和/或涡电流有一个框架中，一个固定的障碍物没有阻力，但能量和电荷电流不消失，类似超流。然而，与普通的超流不同，反常手征流在这个框架中确实输运熵。我们表明，热力学第二定律完全确定这些异常的非耗散电流的量在“无阻力帧”作为多项式的温度和化学势与已知的异常系数。手征动力学理论和高温夸克-胶子等离子体的计算证实了这些一般性结果。
2015-08-12 cond-mat.mes-hall hep-th nucl-th
Quantum Kinetic Equation in the Rotating Frame and Chiral Kinetic Theory
考虑到旋转坐标系的非惯性特性，提出了一个修正的量子动力学方程。用半经典方法计算了手征流体维格纳函数的矢量场分量和轴向矢量场分量。结果表明，用它们计算的手征流和能量动量张量与流体力学结果是一致的。通过考察手征矢量场所满足的方程，建立了一个新的半经典协变手征输运方程。它独特地提供了一个新的具有科里奥利力项的三维半经典手征动力学理论。由该输运方程导出的粒子数和电流密度满足反常连续性方程，并正确地产生了磁效应和涡旋效应。
2018-10-23 cond-mat.mes-hall hep-th nucl-th
Chiral torsional effect
我们提出了一种新的非耗散输运效应--在有挠率的背景引力存在下热准粒子轴流的出现。对于无质量狄拉克费米子的非相互作用模型，导出了轴流对挠率的响应。手征涡旋效应似乎是手征扭转效应的特殊情况。这种效应可以在具有相对论不变性的凝聚态系统（Weyl/Dirac半金属和$^3$ He-A超流体）中观察到。
2018-12-03 cond-mat.mes-hall hep-ph
Chiral kinetic theory in curved spacetime
具有手征费米子的多体系统表现出源于量子反常的反常输运现象。基于量子场论，我们导出了手征费米子与外电磁场和弯曲几何背景相互作用的动力学理论。由此产生的框架尊重U（1）规范下的协方差，局部洛伦兹和双态变换。这对于研究手征系统的引力或非惯性效应特别有用。作为第一个应用，我们研究了旋转坐标系中的手征动力学，阐明了科里奥利力和自旋-涡度耦合在产生手征涡效应（CVE）中的作用。我们还表明，CVE是一个旋转的手征流体的固有现象，因此独立于观察者的框架。
2019-05-01 cond-mat.mes-hall gr-qc hep-th
Fractional Hydrodynamic Transport from the Witten Anomaly
本文研究了具有 $SU(2)$ 或 $USp(2N)$ 全局对称性的相对论性量子场论在高温极限下 't Hooft 反常的物理后果，揭示了由 Witten 反常导致的以半单位分数量子化的新输运现象。
2024-12-23 cond-mat.mes-hall hep-th
Quantum Hall Effect, Bosonization and Chiral Actions in Higher Dimensions
本文简要回顾了高维空间中的量子霍尔效应及其与模糊空间的关系。对于量子霍尔系统，最低朗道能级动力学由一维矩阵作用量给出。这可以用来写出一个玻色化的非对易场论，描述高维非相对论费米子与最低朗道能级的阿贝尔或非阿贝尔规范场的相互作用。这种一般方法被明确地应用于${\bf CP}^k$上的QHE的情况。结果表明，在半经典极限的有效行动包含一个散装陈-西蒙斯型项，其异常是完全取消的手征，规范Wess-Zumino-Witten行动适当推广到更高的维度方面的边界项。
2010-05-24 cond-mat.mes-hall hep-th
Viscochiral Transport: Chiral Selection of Hydrodynamic Vortices by Berry Curvature
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
该研究预测了新的粘手性电子输运 regime，其空间变化霍尔粘度可调控涡旋，机制通用且对几何不敏感，绘制了相图并表明其在谷极化双层石墨烯中可实验实现。
2026-08-28 cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
Anomalous effects of dense matter under rotation
本文研究了稠密重子物质在转动下的反常诱导效应。在低能有效理论中，我们导出了光Nambu-Goldstone模的手征涡旋效应的反常项。反常项导致新的物理结果，例如反常霍尔能流和在磁场中自发产生角动量（或通过旋转自发磁化）。特别是，我们表明，由于存在这样的反常项，基态的量子色动力学（QCD）在足够快的旋转成为“手征孤子晶格”的中性介子，具有较低的能量比QCD真空和核物质。本文简要讨论了在非中心重离子碰撞中由快速旋转诱导的手征孤子晶格的可能实现。
2017-11-06 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Chiral emission induced by optical Zeeman effect in polariton micropillars
光子对外部磁场的低敏感性是时间反演对称性破缺光子晶格工程的主要挑战之一。在这里，我们表明，时间反演对称性可以打破的微腔极化激元在没有任何外部磁场由于极化依赖极化激元相互作用。微柱中载流子的圆极化激发在相反极化的极化激元之间引起类似塞曼的能量分裂。结合半导体微结构固有的光学自旋轨道耦合，相互作用诱导的塞曼分裂导致具有明确定义的手性的涡旋光束的发射。我们的实验结果可以扩展到晶格的耦合微柱开放的可能性，光学控制的极化子陈绝缘体的拓扑特性。
2021-07-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Anomaly-induced transport phenomena from the imaginary-time formalism
基于量子场论的时间-时间形式，重新推导了反常诱导输运现象--手征磁/涡效应。考虑由单个Weyl费米子组成的最简单的反常系统，我们提供了两个推导：反常输运系数的微扰（单圈）评估，以及局部热力学泛函的反常匹配。
2019-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech hep-ph
Generalized Bloch theorem and chiral transport phenomena
布洛赫定理指出在非相对论费米子系统的基态中不可能存在持续的电流。我们将这一定理推广到基于规范粒子数对称性的一般系统，并研究其对手性输运现象的影响。我们证明手征磁效应可以理解为布洛赫定理在非平衡稳态的推广，类似于整数量子霍尔效应。另一方面，持续的轴向电流并不被布洛赫定理所禁止，它们可以被视为相对论物质的泡利顺磁性。本文还讨论了广义布洛赫定理在量子时间晶体中的应用。
2015-10-08 cond-mat.mes-hall hep-th nucl-th
Chiral damping, chiral gyromagnetism and current-induced torques in textured one-dimensional Rashba ferromagnets
本文研究了具有非共线磁交换场的一维Rashba模型中的吉尔伯特阻尼、光谱旋磁比和电流感生转矩。我们发现由于空间反转不对称性和自旋轨道相互作用（SOI）的结合，左手和右手Néel型磁畴壁的Gilbert阻尼不同，这与最近的手征阻尼实验观察一致.此外，我们发现，也光谱$g$因子不同的左手和右手Néel型畴壁，我们称之为手征旋磁。我们还研究了旋磁比在Rashba模型与共线磁化，在那里我们发现，散射修正的$g$因素消失为零SOI，成为重要的有限自旋轨道耦合，并趋于稳定的旋磁比接近其非相对论值。
2017-08-31 cond-mat.mes-hall
Nonrelativistic Spin-Orbit-Coupling Effects in Odd-Parity Coplanar Magnets
Sun Yat-sen University（中山大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））
通过对称性引导堆叠单层奇宇称交错磁体构建双层共面磁体，实现Rashba、Weyl和Dresselhaus自旋织构的切换，并展示非相对论自旋轨道耦合在自旋Edelstein效应和手性拓扑超导相中的物理等效性。
2026-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
