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凝聚态物理 > 超导性

arXiv:1601.07764 (cond-mat)
[提交于 2016年1月28日 ]

标题: 什么是粒子守恒的拓扑超流体?

标题: What is a particle-conserving Topological Superfluid?

Authors:Gerardo Ortiz, Emilio Cobanera
摘要: 我们建立了一个准则,用于表征相互作用的、粒子数守恒的费米子系统是否为拓扑平凡或非平凡的超流体。 由于我们的准则基于多体费米子宇称切换的概念,因此直接与分数约瑟夫森效应的观察相关,并表明了与费米子宇称反对易的零能态的出现。 我们在Richardson-Gaudin-Kitaev链上测试了这些想法,这是一个通过代数Bethe假设求解的粒子数守恒系统,在平均场近似下会退化为长程Kitaev链。 在它的显式解的指导下,我们引入了一种程序,以不同费米子数的状态的相干叠加来构建间隙拓扑超流体中的多体马约拉纳零能态。 我们讨论了它们的重要性以及在超选择规则的背景下实现量子控制所需的物理条件。
摘要: We establish a criterion for characterizing superfluidity in interacting, particle-number conserving systems of fermions as topologically trivial or non-trivial. Because our criterion is based on the concept of many-body fermionic parity switches, it is directly associated to the observation of the fractional Josephson effect and indicates the emergence of zero-energy modes that anticommute with fermionic parity. We tested these ideas on the Richardson-Gaudin-Kitaev chain, a particle-number conserving system that is solvable by way of the algebraic Bethe ansatz, and reduces to a long-range Kitaev chain in the mean-field approximation. Guided by its closed-form solution, we introduce a procedure for constructing many-body Majorana zero-energy modes of gapped topological superfluids in terms of coherent superpositions of states with different number of fermions. We discuss their significance and the physical conditions required to enable quantum control in the light of superselection rules.
主题: 超导性 (cond-mat.supr-con) ; 强关联电子 (cond-mat.str-el); 数学物理 (math-ph); 量子物理 (quant-ph)
引用方式: arXiv:1601.07764 [cond-mat.supr-con]
  (或者 arXiv:1601.07764v1 [cond-mat.supr-con] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.1601.07764
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: Ann. Phys. 372, 357 (2016)
相关 DOI: https://doi.org/10.1016/j.aop.2016.05.020
链接到相关资源的 DOI

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来自: Gerardo Ortiz [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2016 年 1 月 28 日 14:05:18 UTC (940 KB)
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