論文の概要: Superdiffusive transport protected by topology and symmetry in all dimensions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.09629v1
• Date: Fri, 14 Nov 2025 01:01:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-14 22:53:22.385072
• Title: Superdiffusive transport protected by topology and symmetry in all dimensions
• Title（参考訳）: 全次元における位相と対称性によって保護される超拡散輸送
• Authors: Shaofeng Huang, Yu-Peng Wang, Jie Ren, Chen Fang,
• Abstract要約: 量子モデルにおいて超拡散を誘導する新しいメカニズム、"nodal mechanism"が提案されている。 本稿では, 凝縮物質系で実現可能な超拡散生成モデルについて提案する。 本フレームワークは, 線形温度比抵抗の新たなメカニズムとして, 実験的に検証可能なシグネチャの集合を予測する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.235753300718279
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Superdiffusion is an anomalous transport behavior. Recently, a new mechanism, termed the ``nodal mechanism," has been proposed to induce superdiffusion in quantum models. However, existing realizations of the nodal mechanism have so far been proposed on fine-tuned, artificial Hamiltonians, posing a significant challenge for experimental observation. In this work, we propose a broad class of models for generating superdiffusion potentially realizable in condensed matter systems across different spatial dimensions. A robust nodal structure emerges from the hybridization between the itinerant electrons and the local impurity orbitals, protected by the intrinsic symmetry and topology of the electronic band. We derive a universal scaling law for the conductance, $G \sim L^{-γ}$, revealing how the exponent is dictated by the dimensionality of the nodal structure ($D_{\text{node}}$) and its order $n$, and the dimensionality of the system $(D)$ at high temperatures or that of the Fermi surface ($D^F$) at low temperatures. Through numerical simulations, we validate these scaling relations at zero temperature for various models, including those based on graphene and multi-Weyl semimetals, finding excellent agreement between our theory and the computed exponents. Beyond the scaling of conductance, our framework predicts a suite of experimentally verifiable signatures, notably a new mechanism for linear-in-temperature resistivity ($ρ\sim T$) and a divergent low-frequency optical conductivity ($σ(ω) \sim ω^{γ-1}$), establishing a practical route to discovering and engineering anomalous transport in quantum materials.
• Abstract（参考訳）: 過拡散は異常な輸送行動である。 近年、量子モデルにおける超拡散を誘導する新しいメカニズムである「ニューダル機構」が提案されている。 しかし、現在までこの能動機構は、微調整された人工ハミルトニアンに対して提案されており、実験的な観察において重要な課題となっている。 本研究では,空間次元の異なる凝縮物質系で実現可能な超拡散生成モデルを提案する。 頑健な結節構造は、イテナント電子と局所不純物軌道とのハイブリッド化から生じ、電子バンドの固有対称性とトポロジーによって保護される。 導電性に対する普遍的なスケーリング法則である$G \sim L^{-γ}$を導出し、指数がノルム構造の次元($D_{\text{node}}$)とその順序($n$)と、高温での系の次元($(D)$)または低温でのフェルミ面の次元($D^F$)によってどのように決定されるかを明らかにする。 数値シミュレーションにより,グラフェンおよびマルチワイル半金属をベースとしたモデルを含むモデルにおいて,これらのスケーリング関係をゼロ温度で検証し,理論と計算指数との間に優れた一致を見出した。 コンダクタンスのスケーリングの他に、我々のフレームワークは実験的に検証可能なシグネチャの集合、特に線形温度比抵抗(ρ\sim T$)と発散する低周波光伝導率(σ(ω) \sim ω^{γ-1}$)の新たなメカニズムを予測し、量子材料中の異常輸送を発見し、エンジニアリングするための実用的なルートを確立する。

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