Time-reversal-like degeneracies distinguished by the anomalous Hall effect in a metallic kagome ice compound
本文通过综合实验与理论研究，发现在金属型kagome自旋冰HoAgGe中存在由反常霍尔效应区分的类时间反演简并，揭示了反常霍尔效应在诊断阻挫自旋系统隐藏对称性中的关键作用。
2023-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Weak symmetry breaking in two dimensional topological insulators
我们发现，存在二维（2D）的时间反转不变的分形绝缘体的属性，他们的边界与真空和他们的边界与拓扑绝缘体可以完全不打破时间反转或电荷守恒对称性的间隙。这一结果使我们产生了一个明显的悖论：我们考虑这样一种几何结构，其中由拓扑绝缘体组成的盘状区域被一个环形带的分形绝缘体包围，而环形带又被真空包围。如果我们在带的两个边界上都加间隙，我们就天真地得到了一个拓扑绝缘体和真空之间的间隙界面的例子，它不会破坏任何对称性--这是不可能的。这个悖论的解决方案是，这个系统自发地打破了时间反演对称性在一个不寻常的方式，我们称之为\emph{weak symmetry breaking}。特别是，我们发现，唯一的序参量是敏感的对称性破缺的非局部运营商，描述准粒子隧道过程之间的两个边缘的带，期望值的本地序参量指数消失的限制宽带。另外，我们发现在我们的系统中对称性破缺伴随着一个基态简并，但是这个基态简并是拓扑保护的，而不是对称性保护的。我们证明了这种对称破缺也可以发生在二维分数拓扑绝缘体的边缘。
2014-04-18 cond-mat.str-el
Topological ground state degeneracy of the two-channel Kondo lattice
University of Cincinnati（辛辛那提大学）
该研究通过耦合线构造和玻色化方法，揭示了两通道Kondo晶格在特定对称性下具有八重简并的拓扑基态特性。
2024-10-02 cond-mat.str-el
Pristine Mott Insulator from an Exactly Solvable Spin-1/2 Kitaev Model
提出了一个具有时间反演不变性的自旋为1/2的二维砖格子模型，其中每个单胞由三个格点组成。我们发现基态是代数量子自旋液体态。自旋激发是无带隙的，能量色散在两个狄拉克点附近是线性的。基态在环面上具有三重拓扑简并性。打破时间反演对称性打开了一个体能隙，并且$Z_2$涡旋服从非阿贝尔统计。
2019-03-21 cond-mat.str-el
Time-reversal symmetric U(1) quantum spin liquids
我们研究了三维空间中具有时间反演对称性的量子$U(1)$自旋液体。我们发现，这样的$U(1)$自旋液体，区分其涌现的电/磁电荷的属性，共7个家庭。我们展示了这些自旋液体是如何相互关联的。其中两个类承认非平凡的保护表面状态，我们描述。我们展示了如何通过从粒子（部分子）结构访问所有7种自旋液体。我们还提供了直观的环路气体的基态波函数的描述。这些相之一是"拓扑莫特绝缘体"，通常被描述为一个涌现的费米子"自旋"的拓扑绝缘体。我们表明，这个阶段承认一个显着的双重描述作为一个拓扑绝缘体的新兴费米子磁单极子。这导致拓扑莫特绝缘体的新的（可能是自然的）表面相和新的从粒子构造。我们描述了不同的$U(1)$自旋液体之间的连续量子相变。这七个家庭的国家承认一个更好的区别，在他们的表面性质，我们确定结合这些自旋液体与对称性保护的拓扑相位。我们讨论的经验教训，如烧绿石量子自旋冰，其中可能含有一个$U(1)$自旋液体的材料。我们建议拓扑莫特绝缘体作为量子自旋冰哈密顿量在一定参数范围内的可能基态。
2016-03-30 cond-mat.str-el
Time-Reversal-Invariant $Z_4$ Fractional Josephson Effect
我们研究了量子自旋霍尔边态介导的约瑟夫森结，并证明了在时间反演对称性存在的情况下，电子-电子相互作用导致了无耗散的分数约瑟夫森效应.令人惊讶的是，周期是$8π$，对应于约瑟夫森频率$eV/2\hbar$。我们估计的相互作用引起的多体能级分裂负责这种效果的大小，并认为它可以使用隧道光谱测量。对于强相互作用，我们表明约瑟夫森效应与超导体之间的电荷$e/2$准粒子的弱隧穿有关。我们的理论描述了一个四重的基态简并，这是类似于耦合的“分数”马约拉纳模式，但保护的时间反演对称性。
2014-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fractionalization-Induced Time-Reversal Symmetry Breaking at Continuous Superconducting Transitions in Low-Symmetry Kondo Lattices
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文提出对称性分数化可在低对称性近藤晶格中实现单一连续转变同时产生超导与时间反演对称性破缺，并在各向异性近藤-基塔耶夫模型中验证该机制。
2026-10-05 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Time-reversal symmetry adaptation in relativistic density matrix renormalization group algorithm
在非相对论薛定谔方程中，总自旋$S$和自旋投影$M$是好的量子数。相反，自旋对称性在自旋相关相互作用的存在下失去，例如相对论性哈密顿量中的自旋轨道耦合。相对论性密度矩阵重整化群算法（R-DMRG）以前的实现只考虑粒子数对称性，比非相对论性的DMRG要昂贵得多。此外，在处理奇数电子系统时，Kramers简并度也会发生人为破缺。为了克服这些问题，我们引入时间反演对称自适应R-DMRG。由于时间反演算符是反幺正的，这不能简单地用通常的方法实现。我们定义了一个时间反演的自适应重整化基，并提出了在扫描优化过程中保持基函数结构的策略。通过时间反演对称性自适应，只需要一半的重整化算子，并且哈密顿波函数乘法和重整化的计算成本减少了一半。本文的时间反演自适应基的构造方法也直接适用于其他无环张量网络态。
2022-09-23 cond-mat.str-el physics.chem-ph quant-ph
Broken Kramers' degeneracy in altermagnetic MnTe
本研究利用高质量薄膜与原位 ARPES 观测 α-MnTe，在 267 K 磁相变处发现 Kramers 简并解除及最高 370 meV 的自旋劈裂，为交错磁性提供直接光谱证据。
2023-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Persistence of phase boundaries between a topological and trivial Z2 insulator
当存在时间反演对称性时，拓扑带绝缘体和平凡带绝缘体之间存在明显的区别，这确保了当参数变化时，这些相被体隙关闭的相变分离。令人惊讶的是，我们发现，即使在时间反演对称性的情况下，源于相边界的无间隙区域仍然存在。此外，临界线一般打开，以封闭陈绝缘相，薄，但在相图中的有限程度。我们解释了这种效应的拓扑起源的量子化电荷泵，特别是显示，它是强大的无序和相互作用的效果。
2012-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Classification and analysis of two dimensional abelian fractional topological insulators
我们提出了一个一般的框架，分析分形，时间反演不变的电子绝缘体在两个维度。该框架适用于所有准粒子具有阿贝尔编织统计的绝缘体。首先，我们构造了可以描述这些状态的最一般的陈-西蒙斯理论。然后，我们推导出一个标准，当这些系统有保护的无间隙的边缘模式-也就是说，边缘模式，不能缺口没有打破时间反转或电荷守恒对称。具有保护边缘模的系统可以看作是拓扑绝缘体的分形模拟。我们表明，以前的例子2D分数拓扑绝缘体的特殊情况下，这种一般建设。作为我们推导的一部分，我们定义了“局部Kramers退化”的概念，并证明了局部版本的Kramers定理。
2012-09-27 cond-mat.str-el
Reflection and time reversal symmetry enriched topological phases of matter: path integrals, non-orientable manifolds, and anomalies
本文通过一般时空流形上的拓扑路径积分研究 2+1 维反射与时间反演 SET 相，给出不可定向流形上的路径积分和基态简并度公式，并提出判定其反常及对应 (3+1)D SPT 母相的方法。
2016-12-22 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Time-reversal symmetry-breaking nematic superconductivity in FeSe
FeSe是铁基超导体家族中的独特成员，这不仅是因为FeSe单层中的高值$T_{c}$，而且还因为在体FeSe中，超导性出现在超导相中，而不与长程磁序竞争。在$T_{c}$附近，超导序必然具有$s+d$对称性，因为超导序线性耦合超导序参量的$s$波和$d$波谐波。在这里，我们认为，近简并之间的$s$波和$d$波的配对不稳定性FeSe，结合的符号变化的空穴和电子口袋之间的序参量，允许超导秩序打破时间反演对称性在温度$T^{*}<T_{c}$。从$s+d$状态到$s+\mathrm{e}^{iα}d$状态的转变应该引起比热的峰值和可以通过拉曼光谱潜在地检测到的软集体模式的出现。
2018-05-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Time-reversal versus chiral symmetry breaking in twisted bilayer graphene
通过应用自洽的Hartree-Fock近似，我们表明，动力学对称性破缺的机制可以解释的绝缘相周围的魔角扭曲的双层石墨烯的电荷中性点的发展。（$i$）如果库仑相互作用被金属栅极屏蔽，则最低能量的价带和导带之间的间隙的打开通过强耦合下的手征对称性的破坏来进行。然而，增加介电屏蔽，我们发现了一个临界耦合，在该耦合下手征对称性破缺被抑制，触发了一个非常强的信号，时间反演对称性破缺与Half质量。（$ii$）如果库仑相互作用的长程尾不被屏蔽，我们看到在强耦合下出现了另一种不同的主导模式，其特征是打破了时间反演不变性，但在每个碳层的两个子晶格中具有相反的通量，随之而来的是谷对称性破缺。在这种情况下，狄拉克锥中也会出现一个能隙，但它与莫瑞布里渊区$K$点处低能带简并度的分裂相叠加。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topology driven quantum phase transitions in time-reversal invariant anyonic quantum liquids
二维中不可区分的粒子可以用比玻色子或费米子更一般的任意子量子统计来表征。这样的任意子以准粒子的形式出现在分数量子霍尔态和某些受抑的量子磁体中。任意子的量子液体表现出简并的基态，其中简并度依赖于底层表面的拓扑结构。在这里，我们提出了一种新的类型的连续量子相变在这样的任意子量子液体，是由拓扑结构的量子涨落驱动。在不同拓扑结构的表面上连接两种任意离子液体的临界状态让人想起在所有长度尺度上都有波动的“量子泡沫”的概念。这种奇异的量子相变出现在相互作用的任意子的微观模型，我们提出了一个精确的解决方案，在线性几何。我们介绍了一个直观的物理图像，统一弦网和环气体，并提供了一个简单的描述拓扑量子相及其相变的模型。
2009-06-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Exact analytical solution of a time-reversal-invariant topological superconducting wire
我们考虑了一个包含跳跃项$t$、化学势$μ$、扩展的$s$ -波对$Δ$和自旋轨道耦合$λ$的时间反演不变拓扑超导体（TRITOPS）模型.我们表明，对于$|Δ|=|λ|$，$μ=t=0$，该模型可以精确地解决定义新的费米子运营商涉及最近邻网站。多体基态是四重简并的，这是由于两个零能模的存在，这两个零能模恰好位于链的第一个和最后一个位置。这四个状态显示了纠缠，在这个意义上，在第一个站点创建或消灭零能量模式与最后一个站点的类似操作成正比。通过连续性，这个属性应该对一般参数保持不变。利用这些结果，我们纠正了与所谓的“时间反演异常”有关的一些说法。对于具有偶数个位点的链，添加一个小的跳跃项打破了简并性，并且基态对于偶数个粒子变得唯一。我们还考虑了一个小的磁场施加到链的一端。我们比较了链两端的多体激发能和自旋沿自旋轨道方向的投影，对于小链的数值计算结果得到了很好的一致性。
2019-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Decorated $\mathbb{Z}_{2}$ Symmetry Defects and Their Time-Reversal Anomalies
讨论了具有$\mathbb{Z}_{2}$么正整体对称性的$(d+1)$维量子场论和具有时间反演对称性的$\mathsf{T}$维量子场论的可能反常之间的同构.这种对应是对称缺陷装饰的一个例子。$\mathbb{Z}_{2}$对称缺陷的世界体积在$\mathsf{T},$下自然不变，并且在这些缺陷上，体$\mathbb{Z}_{2}$异常下降到$\mathsf{T}$异常。我们详细说明了这种对应$(1+1)d$玻色子系统的散装$\mathbb{Z}_{2}$异常导致克拉默斯退化的对称缺陷希尔伯特空间，并展示的例子。我们还讨论了由$\mathbb{Z}_{2}$全局对称性保护的$(1+1)d$费米子系统，其中相互作用导致异常的$\mathbb{Z}_{8}$分类。在对应关系下，这与受$\mathsf{T}$保护的$(0+1)d$费米子的$\mathbb{Z}_{8}$分类直接相关。最后，我们考虑了具有$\mathbb{Z}_{2}$对称性的$(3+1)d$玻色子系统，其中可能的异常被分类为$\mathbb{Z}_{2}\times \mathbb{Z}_{2}$。我们构建拓扑场理论实现这些异常，并表明，它们相关的对称性缺陷支持任何子，可以是费米子或Kramers双峰。
2019-10-30 cond-mat.str-el hep-th
Switching between superconductivity and current density waves in Bernal bilayer graphene
针对Bernal双层石墨烯中磁场或SOC开启超导的现象，论文提出CrDW竞争序并用parquet重整化群说明自旋简并解除促使CrDW转向p/d波超导。
2024-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin fluctuation induced Weyl semimetal state in the paramagnetic phase of EuCd$_2$As$_2$
外尔费米子作为涌现准粒子可以出现在外尔半金属（WSM）中，其中能带是非简并的，由反转或时间反演对称性破缺引起。然而，磁感应WSM的实验证据是稀缺的。在这里，使用光电子能谱，我们观察到，布洛赫带的简并已经解除了EuCd $_2$ As $_2$的顺磁相。我们把这种效应归因于巡游电子经历准静态和准长程铁磁涨落。此外，自旋非简并能带结构在费米能级附近具有一对理想Weyl节点。因此，我们表明，长程磁序和时间反演对称性的自发破缺不是中心对称系统中WSM态的基本要求，并且WSM态可以出现在比以前认为的更广泛的凝聚态系统中。
2019-07-12 cond-mat.str-el
An exact spin liquid state on the kagome lattice with topological order
我们发现了一个精确的自旋液体状态，没有时间反演对称性的kagome晶格与奇数个电子的单位细胞和明确的波函数的所有本征态。我们还得到，除了平凡的情况下，所有的自旋-自旋关联为零。然后，我们表明，在我们的模型中有任意子激发。最后，我们证明了在我们的模型中存在的基态简并和无隙边态，表明非平凡的拓扑秩序。我们还通过局部和全局字符串操作符标记环面上的所有本征态。
2008-11-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Exactly soluble models for fractional topological insulators in 2 and 3 dimensions
我们构建精确的可溶性晶格模型的分形，时间反演不变的电子绝缘体在2和3维。这些模型的低能物理学完全等价于由分数带电的费米子准粒子构成的非相互作用拓扑绝缘体。我们发现，我们的一些模型有保护的边缘模式（在2D）和表面模式（在3D），因此，分数类似的拓扑绝缘体。我们还发现，一些2D模型没有保护的边缘模式-也就是说，边缘模式可以通过适当的时间反转不变，电荷守恒扰动。（类似的情况也可能存在于3D中）。我们发现，我们所有的模型是拓扑有序的，表现出分数统计以及基态退化的环面。在3D的情况下，我们发现模型表现出分数磁电效应。
2011-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
