論文の概要: Relationship between two-particle topology and fractional Chern
insulator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.13215v1
- Date: Tue, 27 Sep 2022 07:33:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-25 00:31:15.332322
- Title: Relationship between two-particle topology and fractional Chern
insulator
- Title(参考訳): 2粒子トポロジーと分数チャーン絶縁体の関係
- Authors: Nobuyuki Okuma and Tomonari Mizoguchi
- Abstract要約: 2粒子問題におけるトポロジカルバンド構造とチャーン絶縁体との関係について検討する。
チャーンバンドを用いたいくつかの密結合モデルにおいて、この関係を数値的に検討し、ほとんどの場合において有効であることを示す。
この2粒子トポロジーがFQH系と類似度を特徴付けることを示す数値計算結果を得た。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Lattice generalizations of fractional quantum Hall (FQH) systems, called
fractional Chern insulators (FCIs), have been extensively investigated in
strongly correlated systems. Despite many efforts, previous studies have not
revealed all of the guiding principles for the FCI search. In this paper, we
investigate a relationship between the topological band structure in the
two-particle problem and the FCI ground states in the many-body problem. We
first formulate the two-particle problem of a bosonic on-site interaction
projected onto the lowest band of a given tight-binding Hamiltonian. We
introduce a reduced Hamiltonian whose eigenvalues correspond to the
two-particle bound-state energies. By using the reduced Hamiltonian, we define
the two-particle Chern number and numerically check the bulk-boundary
correspondence that is predicted by the two-particle Chern number. We then
propose that a nontrivial two-particle Chern number of dominant bands roughly
indicates the presence of bosonic FCI ground states at filling factor
$\nu=1/2$. We numerically investigate this relationship in several
tight-binding models with Chern bands and find that it holds well in most of
the cases, albeit two-band models being exceptions. Although the two-particle
topology is neither a necessary nor a sufficient condition for the FCI state as
other indicators in previous studies, our numerical results indicate that the
two-particle topology characterizes the degree of similarity to the FQH
systems.
- Abstract(参考訳): 分数量子ホール(FQH)系の格子一般化、すなわち分数チャーン絶縁体(FCI)は強い相関系で広く研究されている。
多くの努力にもかかわらず、以前の研究はFCI検索の指針の全てを明らかにしていない。
本稿では,2粒子問題におけるトポロジカルバンド構造と多体問題におけるFCI基底状態の関係について検討する。
まず,与えられたタイト結合ハミルトニアンの最低バンド上に投影されるボソニックオンサイト相互作用の2粒子問題を定式化する。
固有値が2粒子境界状態エネルギーに対応する還元ハミルトニアンを導入する。
還元ハミルトニアンを用いて、2粒子チャーン数を定義し、2粒子チャーン数によって予測されるバルク境界対応を数値的に確認する。
次に、非自明な2粒子チャーン数の支配的バンドは、充填係数$\nu=1/2$におけるボソニックFCI基底状態の存在を示す。
チャーンバンドを用いたいくつかの密結合モデルにおいて、この関係を数値的に検討し、2バンドモデルが例外であるにもかかわらず、ほとんどの場合において有効であることを示す。
2粒子トポロジーはFCI状態の必要条件でも十分条件でもないが,この2粒子トポロジーがFQH系と類似度を特徴付けることを示す数値的な結果が得られた。
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