論文の概要: Gauge Invariance and Anomalies in Condensed Matter Physics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.14741v1
• Date: Sun, 26 Mar 2023 14:47:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-28 17:53:06.856590
• Title: Gauge Invariance and Anomalies in Condensed Matter Physics
• Title（参考訳）: 凝縮物質物理学におけるゲージ不変性と異常
• Authors: J\"urg Fr\"ohlich
• Abstract要約: 2次元(2次元)ギャップ(非圧縮性)電子液体における量子ホール効果のいくつかの要素を概説する。 次に、3Dシステムと軸-電気力学における「キラル磁気効果」について概説する。 カイラル磁気効果を示すワイル半金属と、動的軸索状自由度を持つ3次元系のモット遷移に関するいくつかの発言がこのレビューを締めくくっている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This paper begins with a summary of a powerful formalism for the study of electronic states in condensed matter physics called "Gauge Theory of States/Phases of Matter." The chiral anomaly, which plays quite a prominent role in that formalism, is recalled. I then sketch an application of the chiral anomaly in 1+1 dimensions to quantum wires. Subsequently, some elements of the quantum Hall effect in two-dimensional (2D) gapped ("incompressible") electron liquids are reviewed. In particular, I discuss the role of anomalous chiral edge currents and of anomaly inflow in 2D gapped electron liquids with explicitly or spontaneously broken time reversal, i.e., in Hall- and Chern insulators. The topological Chern-Simons action yielding the transport equations valid in the bulk of such systems and the associated anomalous edge action are derived. The results of a general classification of "abelian" Hall insulators are outlined. After some remarks on induced Chern-Simons actions, I sketch results on certain 2D chiral photonic wave guides. I then continue with an analysis of chiral edge spin-currents and the bulk response equations in time-reversal invariant 2D topological insulators of electron gases with spin-orbit interactions. The "chiral magnetic effect" in 3D systems and axion-electrodynamics are reviewed next. This prepares the ground for an outline of a general theory of 3D topological insulators, including "axionic insulators". Some remarks on Weyl semi-metals, which exhibit the chiral magnetic effect, and on Mott transitions in 3D systems with dynamical axion-like degrees of freedom conclude this review.}
• Abstract（参考訳）: この論文は、凝縮物質物理学における電子状態の研究のための強力な形式主義の要約から始まり、"Gauge Theory of States/Phases of Matter"と呼ばれる。 その形式主義において顕著な役割を果たしているキラル異常は、リコールされる。 次に1+1次元のカイラル異常の量子線への応用をスケッチする。 その後、2次元(2d)ガッピング(非圧縮性)電子液体における量子ホール効果のいくつかの要素をレビューする。 特に、ホール絶縁体およびチャーン絶縁体において、異常なキラルエッジ電流と2次元ギャップ電子液体における異常流入の役割について論じる。 このような系のバルクで有効な輸送方程式を導出するトポロジカルチャーン・サイモンズ作用とそれに伴う異常エッジ作用を導出する。 一般の「アーベル」ホール絶縁体の分類の結果を概説する。 チャーン・シモンの作用に関するいくつかの発言の後、ある種の2次元キラルフォトニック波ガイドをスケッチした。 次に、スピン軌道相互作用を持つ電子ガスの時間反転不変2次元位相絶縁体におけるカイラルエッジスピン電流とバルク応答方程式の解析を続ける。 次に3Dシステムにおけるキラル磁気効果と軸-電気力学について概説する。 これは「アキソニオン絶縁体」を含む3次元位相絶縁体の一般理論の概要を準備する基礎となる。 カイラル磁気効果を示すワイル半金属と、動的軸索状自由度を持つ3次元系のモット遷移に関するいくつかの発言がこのレビューを締めくくっている。 }

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