低对称性近藤晶格中连续超导转变处的分数化诱导时间反演对称性破缺
Fractionalization-Induced Time-Reversal Symmetry Breaking at Continuous Superconducting Transitions in Low-Symmetry Kondo Lattices
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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。
中文摘要 AI 辅助
在传统的朗道理论中，超导性的同时连续出现以及额外对称性的破缺通常需要多维序参量或精细调节。我们表明，对称性分数化提供了一条不同的途径。在具有 $\mathbb Z_2$ 自旋液体的近藤晶格中，近藤场继承了自旋子的投影对称性作用。当这些场上的投影时间反演作用平方为 $-1$ 时，投影对称性代数禁止保持时间反演对称性的凝聚态，并强制临界模式具有二重简并。由于 $\mathbb Z_2$ 自旋液体中的近藤凝聚也破缺了电磁 $U(1)$ 对称性，因此超导性和时间反演对称性破缺可以在单个连续转变中同时出现，即使晶体对称性仅允许一维不可约表示。我们在各向异性近藤-基塔耶夫模型中演示了这一机制，其中超导性以及时间反演和镜面对称性的破缺同时出现。
英文摘要
In conventional Landau theory, simultaneous continuous onset of superconductivity and the breaking of additional symmetries generally requires a multidimensional order parameter or fine tuning. We show that symmetry fractionalization provides a different route. In a Kondo lattice with a $\mathbb Z_2$ spin liquid, the Kondo fields inherit the projective symmetry action of the spinons. When the projective time-reversal action on these fields squares to $-1$, the projective symmetry algebra forbids a condensate that preserves time-reversal symmetry and enforces twofold degeneracy of the critical modes. Because Kondo condensation in a $\mathbb Z_2$ spin liquid also breaks electromagnetic $U(1)$ symmetry, superconductivity and time-reversal symmetry breaking can emerge at a single continuous transition, even if crystal symmetry admits only one-dimensional irreducible representations. We demonstrate this mechanism in an anisotropic Kondo-Kitaev model, where superconductivity and the breaking of time-reversal and mirror symmetries emerge simultaneously.
发表机构
- Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
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