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¿Puede surgir spin-1/2 como una propiedad de quasiparticles si descripción original del sistema era sin vuelta?

Cuando consideramos una estructura de banda de algunos cristal, se puede obtener un modelo de partícula-antipartícula del sistema, como los electrones y los huecos. En el grafeno, por ejemplo, podemos incluso conseguir un modelo de fermiones de Dirac sin masa. Pero como yo lo entiendo, el giro en el grafeno descripción por la ecuación de Dirac aparece allí desde el principio - de la real electrones - y sigue siendo en la eficacia de la Hamiltoniana.

Podemos empezar desde spinless real (posiblemente interacción) partículas (es decir, no quasiparticles) y de alguna manera todavía obtener un efectivo de Hamilton, que describiría quasiparticles con spin $\frac12$?

Aún mejor, puede no ser un periódico potencial que algún par de bandas o incluso una banda tenía un efectivo de Hamilton, que sería como un Hamiltoniano de un spinful de partículas?

En otras palabras, podemos modelo spinful partículas sin poner el propio giro originalmente en la descripción en la mano?

Estoy buscando algo más o menos común de la descripción, como por ejemplo, Schrödinger, ecuación, donde podríamos empezar con spinless descripción y obtener un spinful eficaz de la teoría para describir algunos quasiparticles. Un spinful teoría, como por ejemplo, la ecuación de Dirac, a partir de la cual spin fue eliminada al ser reintroducido de nuevo, no se considera una buena sugerencia.

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Xiao-Gang Wen Puntos 6448

La respuesta es Sí. Ver

Una comprensión de la física desde el fraccionamiento de

http://arxiv.org/abs/hep-th/0302201 Quantum orden de cadena-net condensaciones y el origen de la luz y fermiones sin masa, Xiao-Gang Wen; Spin-1/2 y Fermi estadísticas de qubits

http://arxiv.org/abs/hep-th/0507118 Quantum éter: fotones y electrones de un modelo de rotor, Michael Levin, Xiao-Gang Wen; Spin-1/2 Fermi estadísticas de los rotores

De hecho, cada lattice QCD o de celosía QED es un modelo donde spin-1/2 surgir de algo que no tiene vuelta. Pero en lattice QCD o de celosía QED, estadísticas de Fermi se añade a mano.

No sólo spin-1/2, casi todo lo que puede surgir de la interacción de qubits. Wheeler "es de poco" representa un profundo deseo de unificar la materia y de la información. De hecho, ha ocurrido antes en una pequeña escala. Hemos introducido campo eléctrico a informationally (o dibujos) describir la ley de Coulomb. Pero más tarde, el campo eléctrico se convirtió en real de la materia con la energía y el impulso, e incluso una partícula asociada con él.

Sin embargo, en nuestro mundo, "es" son muy complicados. (1) la Mayoría de los "no" son fermiones, mientras que "poco" son bosonic. Puede fermionic "que" vienen de bosonic "poco"? (2) la Mayoría de los "it" también llevar spin-1/2. Puede spin-1/2 surge de "bits"? (3) Todos los "es" interactuar a través de una spectial tipo de interacción -- medidor de interacción. Puede "bits" producir medidor de interacción? Puede "bits" producir ondas que satisfacer la ecuación de Maxwell? Puede "bits" producir fotones?

Más en general, existen Ocho maravillas de nuestro universo (es decir, "es" tiene ocho maravillas)::

  1. Idéntico partículas.
  2. Gauge de las interacciones.
  3. Estadísticas de Fermi
  4. spin-1/2
  5. Fermiones quirales.
  6. Pequeñas masas de los fermiones. (Mucho menos de la masa de Planck)
  7. La invariancia de Lorentz.
  8. De la gravedad.

Resulta que sólo se puede producir la primera de las ocho maravillas de bits.

Sin embargo, si empezamos con los qubits, podemos obtener estadísticas de Fermi, spin-1/2, Maxwell ecuación de Yang-Mills ecuación, y el correspondiente indicador interations. Hasta el momento, se puede unificar a siete de las ocho maravillas (1 -- 7) por qubits, y estamos tratando de agregar la gravedad (ver http://arxiv.org/abs/0907.1203 ).

Por lo Que a partir de qubit, y no poco. Bits es demasiado clásico para producir Gauge de las interacciones, estadísticas de Fermi, y fermiones Quirales. Los fenómenos (o propiedades) vienen de cuántica de muchos cuerpos en el enredo, que sólo existe para qubits. (Ver también ¿Cuál es la relación entre la cadena neto de la teoría y la cadena / M-teoría? )

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alex77 Puntos 298

El clásico ejemplo es la Thirring modelo, que describe fermiones en 1+1 dimensiones.

Mientras que este es un caso muy especial de dos dimensiones de modelo (por lo que las conclusiones no pueden ser generalizadas), Sidney Coleman encontró que es equivalente a la de Sine-Gordon modelo, una teoría de bosones. La demostración es bastante técnico (Coleman esencialmente demostrado que la perturbación de la serie para ambos modelos están término por término idéntico) así que no voy a entrar en ella, pero el quid de la cuestión es que la condición Sine Gordon solitones puede ser identificado con el Thirring modelo fundamental de fermiones. Así que la condición Sine Gordon modelo es una explícita dimensiones ejemplo de lo que quiere: una configuración ampliada (el soliton) que se comporta como un fermión.

https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.11.2088

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0003491675902122

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akhmeteli Puntos 10362

Algunos de mis últimos resultados pueden ser relevantes, pero utilizan el campo electromagnético como entrada, y el campo electromagnético está asociado con spin 1.

  1. Tres de los cuatro componentes de la Dirac spinor función puede ser algebraicamente eliminado de la ecuación de Dirac en un arbitrario del campo electromagnético. La ecuación resultante para una función compleja (que puede ser real por un indicador de transformación) puede ser considerado como "spinless", pero en general es equivalente a la ecuación de Dirac. Esto se muestra en http://akhmeteli.org/wp-content/uploads/2011/08/JMAPAQ528082303_1.pdf (DIARIO DE la FÍSICA MATEMÁTICA 52, 082303 (2011)) y, de una manera mucho más general y, posiblemente, de forma atractiva, en http://arxiv.org/abs/1502.02351 .

  2. Después de la introducción de un complejo de cuatro-el potencial de un campo electromagnético, que genera la misma campos electromagnéticos como la inicial real de cuatro posibles, la spinor el campo puede ser algebraicamente eliminado a partir de las ecuaciones de spinor electrodinámica (Dirac-la electrodinámica de Maxwell). Las ecuaciones resultantes para el campo electromagnético de describir la evolución independiente de la anterior, y puede ser incrustado dentro de una teoría cuántica de campos. Por lo tanto, la modificación de las ecuaciones de Maxwell describen no sólo electrodinámica campo, pero espín 1/2 campo (http://link.springer.com/content/pdf/10.1140%2Fepjc%2Fs10052-013-2371-4.pdf Eur. Phys. J. C (2013) 73:2371 ).

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