論文の概要: Emergent gapless topological Luttinger liquid
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.13400v2
- Date: Mon, 26 Jul 2021 15:14:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-25 14:11:52.649222
- Title: Emergent gapless topological Luttinger liquid
- Title（参考訳）: 創発的ギャップレス位相ルチンガー液体
- Authors: Sen Niu, Yucheng Wang, Xiong-Jun Liu
- Abstract要約: ギャップレスルッティンガー液体は、縮退した基底状態や絡み合いスペクトルを包含しない限り、伝統的に位相的に自明であると見なされる。
ここでは、従来のシナリオを超えて、創発的にギャップのないトポロジカルルッティンガー液体を予測する。
驚いたことに、ルッティンガー液体を比較的少量で満たすと、無限に強い相互作用であっても、トポロジカルに非自明である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4278445972594525
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Gapless Luttinger liquid is conventionally viewed as topologically trivial,
unless it hosts degenerate ground states and or entanglement spectrum, which
necessitates partial bulk degree of freedom to be gapped out. Here we predict
an emergent gapless topological Luttinger liquid which is beyond the
conventional scenarios and is characterized by the nontrivial many-body bulk
spin texture, and propose feasible scheme for experimental observation. We
consider a one-dimensional spin-orbit coupled Fermi-Hubbard model with
fractional filling, whose low-energy physics is effectively described by a
spinless Luttinger liquid and is trivial in the conventional characterization.
We show that, as being tuned by the filling factor and interaction strength,
the many-body ground state may exhibit nontrivial winding in its bulk spin
texture in the projected momentum space, manifesting an emergent topological
phase. A topological transition occurs when the projected spin-state at a high
symmetry momentum becomes fully mixed one, resulting from competing processes
of particle scattering to the lower and higher subbands, for which the spin
texture at such momentum point is ill-defined, but the Luttinger liquid keeps
gapless through the transition. Surprisingly, at relatively small filling the
Luttinger liquid remains topologically nontrivial even at infinitely strong
interaction. The results can be generalized to finite temperature which
facilitates the real experimental detection. This work shows a novel gapless
topological Luttinger liquid whose characterization is beyond the low-energy
effective theory, and can be verified based on current experiments.
- Abstract（参考訳）: ギャップレス・ルッティンガー液体は、通常、縮退した基底状態や絡み合いスペクトルを包含しない限り、位相的に自明であると見なされる。
ここでは, 従来のシナリオを超えて, 非自明な多体バルクスピンテクスチャを特徴とする創発性ギャップレストポロジカルルッティンガー液体を予測し, 実験観測のための実行可能なスキームを提案する。
低エネルギー物理はスピンレスルッティンガー液体によって効果的に記述され、従来の評価法では自明である1次元スピン軌道結合フェルミ・ハッバードモデルを考える。
充填係数と相互作用強度によって調整された多体基底状態は、射影運動量空間のバルクスピンテクスチャにおいて非自明な巻線を示し、創発的な位相を示すことを示す。
トポロジカルな遷移は、高対称性の運動量で投影されたスピン状態が完全に混ざり合ったときに起こり、結果として粒子が上下のサブバンドに散乱し、そのような運動量点におけるスピンテクスチャが未定義であるが、ルッティンガー液体は遷移を通じて隙間をなくしている。
驚いたことに、ルッティンガー液体を比較的少量で満たすと、無限に強い相互作用であっても、トポロジカルに非自明である。
結果は有限温度に一般化でき、実際の実験的な検出が容易になる。
この研究は、低エネルギー効果理論を超越した特徴を持つ新しいギャップレストポロジカルルッティンガー液体を示し、現在の実験に基づいて検証することができる。
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