論文の概要: Geometry-Induced Chiral Currents in a Mesoscopic Helicoidal Quantum Well

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.05015v1
• Date: Mon, 07 Jul 2025 13:56:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-08 15:46:35.446406
• Title: Geometry-Induced Chiral Currents in a Mesoscopic Helicoidal Quantum Well
• Title（参考訳）: メソスコピックヘリコダル量子井戸における幾何誘起キラル電流
• Authors: Edilberto O. Silva,
• Abstract要約: 有限ヘリコダル計量の内在的ねじれからのみ、閉じ込めとキラリティが現れるメソスコピック量子井戸を導入する。 本稿では,光トラップ中の超低温原子,フェムト秒書き型フォトニック導波路,ひずみ駆動型半導体ナノロールの3つの実験プラットフォームを提案する。
• 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: We introduce a mesoscopic quantum well whose confinement and chirality emerge solely from the intrinsic torsion of a finite helicoidal metric. This purely geometric construction requires no external gates or fields: the metric itself induces both a harmonic radial potential and a torsion-driven Zeeman term that breaks the $m \leftrightarrow -m$ degeneracy. By imposing hard-wall boundary conditions at $z = \pm L/2$, we quantize the axial motion and obtain a genuinely zero-dimensional helicoidal quantum dot. An exact analytic solution reveals an energy spectrum with chiral splitting linear in both the torsion parameter $\Omega$ and the axial quantum number $n_z$. For realistic InAs nanoroll parameters ($L = 100$ nm, $\Omega = 5\times10^{6} \mathrm{m^{-1}}$), this geometric effect results in a measurable splitting of $\sim 0.5$ meV. We propose three viable experimental platforms, ultracold atoms in optical traps, femtosecond-written photonic waveguides, and strain-engineered semiconductor nanorolls, where this torsion-induced phenomenon should be accessible with current technology.
• Abstract（参考訳）: 有限ヘリコダル計量の内在的ねじれからのみ、閉じ込めとキラリティが現れるメソスコピック量子井戸を導入する。 この純粋に幾何学的な構成は外部ゲートや場を必要とせず、計量自身は調和半径ポテンシャルとトーション駆動ゼーマン項の両方を誘導し、$m \leftrightarrow -m$縮退する。 ハードウォール境界条件を$z = \pm L/2$とすることで、軸運動を量子化し、真にゼロ次元のヘリコダル量子ドットを得る。 正確な解析解は、トーションパラメータ $\Omega$ と軸量子数 $n_z$ の両方において、キラル分裂線形を持つエネルギースペクトルを明らかにする。 現実的なInAsナノロールパラメータ(L = 100$ nm, $\Omega = 5\times10^{6} \mathrm{m^{-1}}$)に対して、この幾何学効果は$\sim 0.5$ meVの可測分裂をもたらす。 本稿では,光トラップ中の超低温原子,フェムト秒型フォトニック導波路,歪駆動型半導体ナノロールの3つの実験プラットフォームを提案する。

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