論文の概要: Quantum skyrmion Hall effect
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.18626v1
- Date: Mon, 29 May 2023 21:21:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-31 19:06:35.637344
- Title: Quantum skyrmion Hall effect
- Title（参考訳）: 量子スカイミオンホール効果
- Authors: Ashley M. Cook
- Abstract要約: 実空間におけるトーラス幾何学に対する(2+1)$次元の磁気電荷の問題を考察する。
我々はこれらの電荷の輸送に伴うホール伝導率を、無視できないギャップレス励起の場合に計算する。
磁気量子ホール効果に対応する整数値の位相不変量 $mathcalQ$ に比例する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We consider the problem of magnetic charges in $(2+1)$ dimensions for a torus
geometry in real-space, subjected to an inverted Lorentz force due to an
external electric field applied normal to the surface of the torus. We compute
the Hall conductivity associated with transport of these charges for the case
of negligible gapless excitations and global $\mathrm{U}(1)$ charge
conservation symmetry, and find it is proportional to an integer-valued
topological invariant $\mathcal{Q}$, corresponding to a magnetic quantum Hall
effect (MQHE). We identify a lattice model realizing this physics in the
absence of an external electric field. Based on this, we identify a
generalization of the MQHE to be quantized transport of magnetic skyrmions, the
quantum skyrmion Hall effect (QSkHE), with a $\mathrm{U}(1)$ easy-plane
anisotropy of magnetic skyrmions and effective conservation of charge
associated with magnetic skyrmions yielding incompressibility, provided a
hierarchy of energy scales is respected. As the lattice model may be
characterized both by a total Chern number and the topological invariant
$\mathcal{Q}$, we furthermore outline a possible field theory for electric
charges, magnetic charges, and correlations between magnetic and electric
charges approximated as composite particles, on a two-torus, to handle the
scenario of intermediate-strength correlations between electric and magnetic
charges modeled as composite particles. We map this problem to a generalized
$(4+1)$D theory of the quantum Hall effect for the composite particles.
- Abstract（参考訳）: 実空間におけるトーラス幾何学の次元が$(2+1)$の磁気電荷の問題は、トーラスの表面に対して正規に作用する外部電場により逆ローレンツ力を受ける。
無視できないギャップのない励起や大域的な$\mathrm{U}(1)$電荷保存対称性の場合のこれらの電荷の輸送に関連するホール伝導度を計算し、磁気量子ホール効果(MQHE)に対応する整数値の位相不変量$\mathcal{Q}$に比例する。
外部電場がない場合にこの物理を実現する格子モデルを同定する。
これに基づいて, 量子skyrmion hall 効果 (qskhe) を用いたmqhe の一般化, 量子skyrmion hall 効果 (quantum skyrmion hall effect, qskhe) , 磁気skyrmion の容易平面異方性, 非圧縮性をもたらす磁気skyrmion に関連する電荷の有効保存, エネルギースケールの階層を尊重する。
格子モデルは、全チャーン数と位相不変な$\mathcal{q}$ の両方で特徴づけられるので、さらに、電荷、磁気電荷、および複合粒子と近似される磁性と電荷の相関について、合成粒子としてモデル化された電荷と電荷の間の中間強度相関のシナリオを扱うために、可能な場理論を概説する。
この問題を合成粒子に対する量子ホール効果の一般化された$(4+1)$D理論にマッピングする。
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