論文の概要: Robust Topology and Tunable Geometry in Generalized BHZ Model with Fractional Dispersion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.19060v1
- Date: Wed, 22 Jul 2026 09:21:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-28 05:09:55.610738
- Title: Robust Topology and Tunable Geometry in Generalized BHZ Model with Fractional Dispersion
- Title(参考訳): 分数分散を伴う一般化BHZモデルにおけるロバスト位相と可変幾何
- Abstract要約: 本稿では,Bernevig-Hughes-Zhang(BHZ)モデルの分数一般化を導入し,分数分散がバンド位相および量子幾何学に与える影響について検討する。
低エネルギーの極限では、モデルは運動量-空間周期性を保持しながら、分数的なディラック・ハミルトンに還元される。
実空間強結合モデルはフーリエ級数変換により直接構築可能であることを示す。
- 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: With recent developments in fractional quantum mechanics, we introduce a fractional generalization of the Bernevig-Hughes-Zhang (BHZ) model to investigate the effects of fractional dispersion on band topology and quantum geometry. In the low-energy limit, the model reduces to a fractional Dirac Hamiltonian while preserving momentum-space periodicity, thereby ensuring a compact Brillouin zone and a well-defined topological invariant. We further show that the corresponding real-space tight-binding model can be constructed directly through a Fourier-series transformation, providing a simpler and more general alternative to the methods typically employed for fractional lattice systems. This approach readily extends beyond the generalized BHZ model considered here. Using the Bloch eigenstates, we compute the quantum geometric tensor and analyze its components, namely the Berry curvature and quantum metric. We find that fractional tuning redistributes these quantities throughout the Brillouin zone as the dispersion exponent becomes fractional, leading to pronounced modifications of the local band geometry. In contrast, the Chern number remains invariant, demonstrating the robustness of the global topological phase against fractional deformation. We further argue that this invariance persists for a broad class of fractional models.
- Abstract(参考訳): 近年の分数量子力学の発展に伴い,Bernevig-Hughes-Zhang (BHZ) モデルの分数一般化を導入し,分数分散がバンド位相や量子幾何学に与える影響について検討する。
低エネルギー極限において、モデルは運動量空間の周期性を維持しながら分数ディラック・ハミルトンに還元され、コンパクトなブリルアンゾーンとよく定義された位相不変量が得られる。
さらに、対応する実空間強結合モデルがフーリエ級数変換によって直接構築可能であることを示し、分数格子系に通常用いられる方法のより単純でより一般的な代替手段を提供する。
このアプローチは、ここで考慮された一般化されたBHZモデルを超えて容易に拡張される。
ブロッホ固有状態を用いて、量子幾何テンソルを計算し、その成分、すなわちベリー曲率と量子計量を分析する。
分数的チューニングは、分散指数が分数的になるにつれて、ブリュアンゾーン全体でこれらの量を再分配し、局所バンド幾何学の顕著な修正をもたらす。
対照的にチャーン数は不変であり、分数変形に対する大域位相位相の堅牢性を示す。
さらに、この不変性は幅広い分数モデルのクラスに対して持続すると主張する。
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