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¿Qué es lo que hace especial a los spin 1/2 anyons?

Si el espectro de una TQFT contiene un fermión, la teoría se convierte en una TQFT de espín, y depende de la estructura de espín de la variedad (cf. 1505.05856 ). Por otro lado, si no existe tal anyón, la TQFT puede formularse sin especificar dicha estructura.

Esto me parece muy poco intuitivo, ya que el espectro de un TQFT genérico, con o sin espín, contiene a los bosones cuyo espín toma valores racionales de cero a uno. En otras palabras, podemos encontrar bosones (espín $0$ ), los semiones (spin $1/4$ ), los fermiones (espín $1/2$ ), y esencialmente cualquier otro valor racional (por ejemplo $7/11$ , $2/5$ etc.).

Entiendo que en $d\ge4$ el giro puede sólo toman valores enteros y semienteros, y por tanto las partículas fermiónicas son especial. Pero en $d=3$ donde se permiten todos los espines, los fermiones parecen perder su estatus especial. ¿Por qué una teoría que contiene espines $\{0,1/3,3/7\}$ ser independiente de la estructura de giro, pero de repente depende de ella si se incluye el número $1/2$ ? Me parece que el número $1/2$ es el "menos raro" en el zoológico de espines fraccionarios. Sin embargo, es precisamente este número el que hace que la teoría pase de ser una TQFT a una spin-TQFT. ¿Qué hace que los anyones de espín 1/2 sean especiales, a diferencia de los anyones de otros espines racionales?

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Dominic Else Puntos 71

Su premisa es defectuosa. Simplemente no es cierto que un TQFT se convierta en un TQFT de espín simplemente porque contiene una excitación fermiónica. Hay muchos contraejemplos -- el más simple sería $\mathbb{Z}_2$ teoría gauge (la teoría de baja energía del código tórico). Sin embargo, hay que tener en cuenta que se trata de emergente fermiones en un sistema cuyo microscópico grados de libertad son puramente bosónicos. (Una consecuencia de esto es que estos fermiones nunca son "transparentes": siempre hay una excitación en la teoría que se trenza de forma no trivial con el fermión).

Donde sí surgen los TQFT de espín en la física es en la descripción de sistemas cuya microscópico Los grados de libertad son fermiónicos (por ejemplo, las fases topológicas de los electrones). La diferencia aquí es que los fermiones son transparentes -no hay excitaciones con las que se trenzan de forma no trivial. Nótese que los fermiones y los bosones son las únicas partículas que pueden ser transparentes, porque si un anyón abeliano $x$ tiene espín topológico $\theta$ y, a continuación, mover un $x$ partícula todo el camino alrededor de otra $x$ la partícula recoge la fase $\theta^2$ y sólo los fermiones ( $\theta = -1$ ) y los bosones ( $\theta = +1$ ) tienen $\theta^2 = 1$ .

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