Chiral gauge field and axial anomaly in a Weyl semi-metal
外尔费米子是（3+1）维的两分量手征费米子。当耦合到规范场时，外尔费米子已知具有轴向异常，这意味着左手和右手外尔费米子的当前守恒不能单独保持。最近，人们在凝聚态系统中提出了外尔费米子，称之为“外尔半金属”。本文提出了磁掺杂拓扑绝缘体中的Weyl半金属相，并研究了该体系中的轴向反常。我们提出，在这个系统中的磁涨落发挥的作用，“手征规范场“，最低限度地耦合到Weyl费米子与相反的电荷两个手征。我们研究了这个系统的反常方程，并讨论了它的物理后果，包括铁磁涡旋线中的一维手征模，以及一种新的等离子体-磁振子耦合。
2012-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Weyl fermions induced Magnon electrodynamics in Weyl semimetal
外尔费米子是具有确定手征的费米子，可以引起它们所属的物理系统的对称性的异常破缺。在它们在凝聚态系统中的（3+1）维实现中，即，这种异常引起了磁涨落的拓扑电磁响应，其形式为磁涨落与电磁场之间的非局域相互作用。我们研究了这种非局域相互作用的物理后果，包括电场辅助磁化动力学，一个额外的无隙磁振子色散和极化激元行为，在小磁场中的“兄弟”带。
2014-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Horizons, holography and condensed matter
全息对应在经典引力物理学和强相互作用量子场论的动力学之间建立了一个接口。本章将把带电的、渐近的反德西特时空的物理学与凝聚态的低温临界相的现象学联系起来。引力和场论系统的共同基本特征将是相互联系的。首先，在最低能量尺度下的紧急标度对称性在时空的内部“近视界”区域表现为紧急等距性。第二，场理论区分分形相和介子相，表现为时空中是否存在带电视界。立足于这两个特征的观点允许统一呈现“全息超导体”、“电子星”和“带电电子时空”。
2011-07-08 cond-mat.str-el gr-qc hep-th
Large intrinsic anomalous Hall effect in half-metallic ferromagnet Co3Sn2S2 with magnetic Weyl fermions
磁性材料中反常霍尔效应（AHE）的起源是凝聚态物理中最有趣的问题之一，长期以来一直存在争议。最近的研究表明，内禀AHE与占据电子态的Berry曲率密切相关。在时间反演对称性破缺的磁性Weyl半金属中，Weyl节点附近的Berry曲率对AHE有重要贡献，这将导致大的内禀AHE。本文报道了半金属铁磁体Co_3Sn_2S_2单晶中的大的本征AHE。通过对Co_3Sn_2S_2的电子结构的理论和实验研究，我们认为大的本征AHE应该来源于费米能级附近的Weyl费米子。此外，本征反常霍尔电导率线性依赖于磁化强度，这可以归因于磁化强度的急剧下降和拓扑特征的变化。
2017-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrodynamic response of type II Weyl semimetals
外尔费米子在量子场论中扮演着重要的角色，但作为基本粒子却相当难以捉摸。最近设计了基于准二维铋层的材料，并为研究各向异性狄拉克费米子，磁性和结构变化之间的相互作用提供了一个舞台，允许在凝聚态物质中形成Weyl费米子。在这里，我们进行了光学调查的Yb MnBi $_2$，一个代表性的II型外尔半金属，并对比其激发光谱与更传统的半金属EuMnBi $_2$的光学响应。我们的比较研究使我们能够解开II型外尔费米子的光学指纹，但也挑战了目前对其电动力学响应的理论理解。
2016-07-28 cond-mat.str-el
Nontrivial Berry phase in magnetic BaMnSb2 semimetal
拓扑材料的主题在凝聚态物理中引起了极大的关注，因为它们拥有包含狄拉克、马约拉纳或外尔费米子的物质的新量子态。虽然马约拉纳费米子只能存在于拓扑超导体的表面，但狄拉克和外尔费米子可以在二维和三维材料中实现。后者是半金属，狄拉克/外尔锥要么不倾斜（I型），要么倾斜（II型）。虽然狄拉克费米子和外尔费米子都具有无质量的性质和非平凡的贝瑞相，但在3D半金属中形成外尔费米子需要时间反演或反转对称破缺来解除狄拉克点的简并。在这里，我们证明了实验，倾斜的反铁磁BaMnSb 2是一个三维Weyl半金属与二维电子结构。磁电阻的Shubnikov-de Hass振荡给出了几乎为零的有效质量，具有高迁移率和非平凡的Berry相。有序的磁性排列（铁磁有序的ab平面和反铁磁有序沿c轴低于286 K）打破了时间反演对称性，从而为我们提供了一个理想的平台，研究磁性外尔费米子在中心对称材料。
2017-05-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous transport due to Weyl fermions in the chiral antiferromagnets Mn$_3$$X$, $X$ = Sn, Ge
反铁磁体Mn $_3$ $X$（$X$ = Sn，Ge）中的零场霍尔效应和能斯特效应的最新发现使磁拓扑态的研究成为凝聚态研究和技术创新的前沿。这些效应被认为是位于费米能附近的Weyl节点的指纹，促进Mn $_3$ $X$，（$X$ = Sn，Ge）作为探索难以捉摸的磁性Weyl费米子的迷人平台。在这篇综述中，我们提供了最新的更新的见解，从实验和理论研究的Mn $_3$ $X$，（$X$ =锡，锗）相结合，我们的新的，全面的一套高品质的Mn $_3$锡和Mn $_3$锗单晶的运输测量以前的报告。特别是，我们报告特定的手征异常Mn $_3$ Ge和平面霍尔效应Mn $_3$ Sn，这还没有被发现在早期的研究中的磁输运签名。这里总结的结果表明磁性外尔费米子在产生大的横向响应在磁化的情况下的重要作用。
2020-11-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Collective effects in tilted Weyl cones: optical conductivity, polarization, and Coulomb interactions reshaping the cone
最近，三维系统中Dirac/Weyl锥的存在性已被实验证实。虽然在高能物理中，狄拉克/外尔锥的各向同性是由相对论不变性保证的，但在凝聚态系统中，这可能会发生修正，其中一种可能的类型是倾斜。本文研究了倾斜外尔锥在集体效应中的作用。我们研究了光学电导率以及极化函数。我们还利用重整化群计算研究了长程库仑相互作用的微扰效应。我们发现，倾斜微扰重整化为零，在低能量的系统流动到一个有效的非倾斜理论。
2018-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bosonization of Weyl Fermions and Free Electrons
汤姆逊在19世纪末发现的电子是第一个在实验中观察到的粒子。外尔费米子，虽然在理论上预测了很长一段时间，但在几周前的一项实验中，在凝聚态环境中观察到了。是否有任何连接线连接第一个和最后一个观察到的费米子（准）粒子？答案是肯定的。通过将玻色子化方法推广到3+1维时空，我们可以证明电子和外尔费米子都可以用同一个玻色子场来表示，即Kalb-Ramond反对称张量规范场。玻色化形式的外尔手征电流导致在这些系统中观察到的角度依赖的磁导行为。
2015-08-15 cond-mat.str-el hep-th
Quantum Field Theory Anomalies in Condensed Matter Physics
我们给出了一个教学介绍量子异常，如何使用各种方法计算它们，以及为什么它们在凝聚态理论中很重要。我们讨论轴向，手征和重力异常以及全球异常。我们用量子霍尔液体、费米液体、外尔半金属、拓扑绝缘体和拓扑超导体等例子来说明这一理论。所需的背景是量子场论的基础知识，包括费米子和规范场，并熟悉路径积分和泛函方法。一些关于物质拓扑相的知识是有帮助的，但不是必需的。
2022-08-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
All-optical nonequilibrium pathway to stabilizing magnetic Weyl semimetals in pyrochlore iridates
非平衡多体动力学正成为现代凝聚态物理的中心课题之一。在周期性激光驱动下，光修饰的能带结构中出现Floquet拓扑态。在这里，我们提出了一个可行的非平衡路线，而不需要相干Floquet状态，以达到难以捉摸的磁性Weyl半金属相烧绿石铱酸盐通过超快修改的有效电子-电子相互作用与短激光脉冲。结合\textit{ab initio}计算的时间依赖的自洽减少哈伯德$U$控制的激光强度和非平衡磁性模拟量子猝灭，我们发现动态修改的磁秩序引起瞬态新兴的外尔锥探测的时间和角度分辨光电子能谱。我们的工作为非平衡材料工程提供了一条独特而现实的途径，超越了Floquet物理学，以创造和维持Weyl半金属。这可能会导致超快，几十飞秒的光工程贝里曲率结合超快磁性切换协议。
2018-09-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.optics
Type-II Weyl semimetal vs gravastar
I型和II型外尔半金属之间的边界作为“相对论性”费米子的事件视界。黑洞的内部由II型外尔半金属表示，费米面形成于此。电子填充费米面的过程导致视界内的弛豫。这导致了霍金辐射和内部真空态的重建。当费米面被完全占据后，内部区域达到平衡态，此时霍金辐射消失。如果这种情况适用于真实的黑洞，那么黑洞的最终状态将是具有事件视界的暗能量星。在事件视界内，我们会有德西特时空，它与事件视界之间被普朗克长宽的壳层隔开。德西特部分和外壳都是由无物质真空场组成的。这与引力星不同，引力星的物质壳在“视界”之外，我们称之为I型引力星。但这与另一种类型的真空黑洞相似，这种黑洞的壳层位于事件视界内，我们称之为II型引力星。我们建议用$q$理论研究II型引力星的真空结构，其中真空变量是为量子真空的唯象描述而引入的4-形式场。
2021-07-16 cond-mat.str-el gr-qc hep-ph
Anomalous Chiral Anomaly in Spin-1 Fermionic Systems
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；The Institute of Mathematical Sciences, a CI of Homi Bhabha National Institute（马哈拉施特拉邦数学科学研究所）
研究自旋-1费米子系统中手性异常的非量化特性及其与洛伦兹破坏背景势的相互作用。
2026-02-19 cond-mat.str-el hep-th
Robustness of anomaly-related magnetoresistance in doped Weyl semimetals
具有费米能Weyl费米子的Weyl半金属是一种拓扑材料，是相对论费米子的凝聚态实现。然而，有几个关键的差异，如费米能量的移动，这可能会阻碍预期的有趣的物理。手征反常是与外尔费米子相关的一种典型的非平凡现象，它决定了具有相反手征性的外尔费米子之间的费米子转移，表现为负磁阻效应。在这里，我们证明了磁电阻是强大的对偏离理想的外尔哈密顿量，如移动费米能量和非线性色散。我们研究了一个能量色散包含两个Weyl节点的模型，发现即使费米能级远离节点，甚至在两个节点的鞍点以上，磁电阻仍然存在。令人惊讶的是，即使在节点对湮灭之后，磁阻仍然存在。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el nucl-th
Berry curvature unravelled by the Nernst effect in Mn$_3$Ge
拓扑量子材料的发现是现代凝聚态物理的一个重大创新，具有重要的基础和技术意义。他们的分类最近已经扩展到拓扑Weyl半金属，即，固态系统表现出难以捉摸的外尔费米子作为低能量激发。在这里，我们可以利用能斯特效应作为一个敏感的探针，用于确定Weyl物理的关键参数，将其应用到非共线反铁磁体Mn $_3$ Ge。该化合物具有异常的热电输运由于增强的Berry曲率从Weyl点位于非常接近费米能级。我们从我们的数据建立一个直接测量的Berry曲率在费米能级，并使用一个极小模型的Weyl半金属，提取的第一次Weyl点的能量和它们的距离在动量空间。
2019-07-24 cond-mat.str-el
Applications of lattice QCD techniques for condensed matter systems
本文综述了格点量子色动力学方法在强电子相互作用晶体紧束缚模型第一性原理研究中的应用，主要是混合蒙特卡罗（HMC）模拟。在对HMC算法应用于凝聚态系统进行了基本介绍后，我们回顾了石墨烯的HMC模拟，这有助于在定量水平上了解清洁悬浮石墨烯的半金属行为。我们还简要总结了在这些模拟中获得的其他新的物理结果。然后，我们评论的适用性混合蒙特卡罗拓扑绝缘体和狄拉克和Weyl半金属，并突出了一些相关的开放的物理问题。最后，我们还触及了应用于凝聚态系统的晶格强耦合展开技术。
2016-02-29 cond-mat.str-el hep-lat
Lorentz violation in Dirac and Weyl semimetals
我们提出了凝聚态系统中突现Lorentz对称性的描述与时空和物质基本理论中Lorentz破坏的一般有效场论之间的对应关系。这种对应关系在两个方向上都有潜在的影响。我们说明的建议，调查其后果的光谱和输运性质的狄拉克和外尔半金属。这个框架的具体实现产生了狄拉克节谱与节线和环。我们证明了这些狄拉克节点半金属的体积拓扑不变量和鼓面表面状态之间的体积边界对应关系。我们计算了它们的输运系数的领先阶微扰理论，从而表征了非常规的电磁响应，由于小的偏离紧急洛伦兹不变性。一些前瞻性的未来应用的对应关系进行了概述。
2021-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quasiparticle Interference of Surface States in Type-II Weyl Semimetal WTe$_2$
拓扑外尔半金属（TWS）是一种金属，其中低能激发表现得像高能物理中的外尔费米子。最近的研究表明，由于凝聚态系统的低对称性，它们可以实现两种不同类型的外尔费米子。金属中的I型外尔费米子是由两个带在晶体动量空间-布里渊区（BZ）中的一点处线性交叉形成的。第二类TWSs的主机II型外尔点出现在接触点的电子和空穴口袋，这是倾斜的线性色散的结果。预测II型TWS存在于几种化合物中，包括WTe $_2$。到目前为止，已经报道了几个关于WTe $_2$的ARPES研究，它们对所观察到的费米弧的拓扑性质得出了相互矛盾的结论。在这项工作中，我们报告的光谱成像与扫描隧道显微镜和第一性原理计算的结果，建立了一个明确的准粒子干涉的WTe $_2$的表面状态的功能。我们的工作为表面态散射提供了有力的证据。虽然表面费米弧被清楚地观察到，但仍然很难证明预测的II型外尔点的存在。
2017-09-29 cond-mat.str-el
Phase transitions in a holographic multi-Weyl semimetal
近年来，在全息方法应用于强相互作用凝聚态系统的研究中，物质的拓扑相引起了人们相当大的关注。特别是，全息模型的无隙外尔和多外尔半金属，其特征在于在一个晶格上的动量空间中的Berry曲率的反对称缺陷，最近制定。在本文中，出于寻找拓扑全息相的动机，我们表明，全息模型的多Weyl半金属具有相当丰富的景观相。特别是，它包括一个新的阶段，我们称之为$xy$的，稳定的强耦合，因为我们明确地显示的自由能和准正常模式分析。此外，我们还通过反常输运系数给出了它的表征。我们希望我们的研究结果将激励未来的工作探索拓扑相位的全息实现。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Anomaly non-renormalization in interacting Weyl semimetals
外尔半金属是三维凝聚态系统，其特征是由一对“外尔节点”组成的简并费米表面。相应地，在红外极限，这些系统的行为有效地作为外尔费米子在$3+1$维度。我们考虑一类相互作用的三维晶格模型Weyl半金属和证明Weyl节点之间的准粒子流的二次响应是普遍的，即，独立的相互作用的强度和形式。普适性是对应的手征异常的红外出射描述，这是证明在这里的存在下，在一个非微扰的水平上的Adler-Barnard非重整化属性。我们的证明依赖于与格点沃德恒等式相结合的欧氏基态关联的构造性边界，并且在任意接近Weyl点合并且相对论描述失效的临界点处都是有效的。
2020-11-09 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Signatures of a topological Weyl loop in Co$_3$Sn$_2$S$_2$
在量子磁体中寻找物质的新拓扑相已经成为凝聚态物理的前沿。在这里，我们使用国家的最先进的角分辨光电子能谱（ARPES）研究单晶的Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$在其铁磁相。我们报告的第一次签名的拓扑外尔循环。从基本的对称性考虑，这个磁外尔环预计是无间隙的，如果自旋轨道耦合（SOC）是严格为零，但有间隙，与可能的外尔点，在有限SOC下。我们指出，高分辨率ARPES结果迄今不能明确地解决SOC间隙沿外尔环的任何地方，留下Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$具有零Weyl点或某个非零数量的Weyl点的可能性。在我们的样品表面，我们进一步观察到一个可能的费米弧，但我们无法清楚地验证其拓扑性质使用既定的计数标准。因此，我们认为，从光电子能谱的角度来看，外尔点和费米弧在Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$中的存在仍然是模糊的。我们的研究结果对正在进行的Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$和其他拓扑磁体的研究具有一定的意义。
2022-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Absence of emergent supersymmetry at superconducting quantum critical points in Dirac and Weyl semimetals
超对称性在超弦理论和高能物理中起着至关重要的作用，但从未在实验中观察到。最近，一个有效的时空超对称性被认为是出现在低能区通过调整狄拉克或外尔半金属接近超导量子临界点，在该临界点狄拉克或外尔费米子和玻色子序参量都是无质量的。在这里，我们研究在什么情况下，时空超对称性可以实现在量子临界点。我们证明了无质量费米子和无质量玻色子之间的Yukawa型耦合可以在玻色子的有效场论中动态地产生无穷多个非超对称项。由于这些项，在超导量子临界点上不会出现时空超对称。这些结果为探索凝聚态系统中突现的时空超对称性提供了重要的约束条件。
2019-07-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Chiral Anomaly in Interacting Condensed Matter Systems
手征反常是一种基本的量子力学现象，对粒子物理和凝聚态物理都有重要意义。在量子电动力学的背景下，它表现为在电磁场存在下手征对称性的破缺。还已知的是，反常的手征对称性破缺可以通过单独的相互作用发生，如对于相互作用的一维系统的情况。在本文中，我们研究这两种模式之间的相互作用的背景下，相互作用的外尔半金属的反常手征对称性破缺。使用藤川的路径积分方法，我们表明，手征电荷连续性方程被修改的相互作用的存在下，可以被视为包括相互作用的量子物质产生的电场和磁场的效果。这可以通过降维和最低朗道能级的Luttinger液体描述来进一步理解。这些效应表现在系统的非线性响应中。特别是，我们发现一个相互作用依赖的密度响应，由于在磁场的变化，以及非平衡和非均匀的异常霍尔响应的贡献，同时保持其平衡值。
2021-02-08 cond-mat.str-el
Optical conductivity of an interacting Weyl liquid in the collisionless regime
光学电导率（OC）可以作为一个措施的相关效应在广泛的凝聚态系统。我们证明了库仑作用的长程尾对三维Weyl半金属$σ(Ω)=σ_0(Ω)\left[ 1+\frac{1}{N+1} \right]$中的OC产生了普适修正，其中$σ_0(Ω)=Ne^2_0 Ω/(12 h v)$是无相互作用系统中的OC，$v$是频率为$Ω$的Weyl准粒子的实际（重整化）费米速度，$e_0$是真空中的电子电荷.这种普遍的OC增强，它只取决于费米能级附近的Weyl节点（$N$）的数量，是一个有趣的阴谋之间的相互作用的Weyl液体的量子临界性质，远程库仑相互作用的边际无关性和三维超标度的破坏，并可以直接测量在最近发现的Weyl以及狄拉克材料。相比之下，局域密度-密度相互作用产生对OC的非普适修正，这源于相应的相互作用场论的不可重正化性质。
2017-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Longitudinal magnetoconductance and the planar Hall effect in a lattice model of tilted Weyl fermions
本文在Boltzmann近似下半解析地研究了倾斜Weyl费米子晶格模型，发现除谷间散射外，光滑晶格截断引入的非线性也是导致非共线电磁场下纵向磁电导由正变负的独立来源，并据此构建了用于诊断手性反常的相图。
2020-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Curved spacetime theory of inhomogeneous Weyl materials
我们展示了如何描述具有空间变化的时间反转（TR）或反转（I）对称性破缺的Weyl半金属的普遍低能性质的手征费米子经历弯曲\emph{spacetime}几何和合成规范场。利用Clifford表示和Schriffon-Wolff变换，我们给出了一个具有丰富几何和规范结构的有效曲空间Weyl理论的系统推导。为了说明形式主义的效用，我们给出了一个具体的处方，如何制造非平凡的弯曲时空和事件视界的拓扑绝缘体与磁纹理。我们的理论还可以解释应变诱导效应，为研究和设计非均匀外尔材料提供了一个强大的统一框架。
2019-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
