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Skyrmion Superfluidity in Two-Dimensional Interacting Fermionic Systems

机译:二维相互作用费米子系统中的Skyrmion超流

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摘要

In this article we describe a multi-layered honeycomb lattice model of interacting fermions which supports a new kind of parity-preserving skyrmion superfluidity. We derive the low-energy field theory describing a non-BCS fermionic superfluid phase by means of functional fermionization. Such effective theory is a new kind of non-linear sigma model, which we call double skyrmion model. In the bi-layer case, the quasiparticles of the system (skyrmions) have bosonic statistics and replace the Cooper-pairs role. Moreover, we show that the model is also equivalent to a Maxwell-BF theory, which naturally establishes an effective Meissner effect without requiring a breaking of the gauge symmetry. Finally, we map effective superfluidity effects to identities among fermionic observables for the lattice model. This provides a signature of our theoretical skyrmion superfluidy that can be detected in a possible implementation of the lattice model in a real quantum system.
机译:在本文中,我们描述了相互作用的费米子的多层蜂窝网格模型,该模型支持一种新型的保持奇偶性的天体离子超流动。我们通过功能费米离子化推导了描述非BCS铁离子超流体相的低能场理论。这种有效的理论是一种新型的非线性sigma模型,我们称其为double skyrmion模型。在双层情况下,系统的准粒子(Skyrmions)具有玻色子统计量并取代了库珀对的作用。此外,我们表明该模型也等效于Maxwell-BF理论,该理论自然会建立有效的Meissner效应而无需破坏量规对称性。最后,我们将有效的超流体效应映射到了用于晶格模型的费米可测物之间的恒等式。这提供了我们理论上的Skyrmion超流体的特征,可以在实际量子系统中的晶格模型的可能实现中检测到。

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