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ResercherID: Y. Hatsugai
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Web 記事 - クラマース縮退と四元数的ベリー接続

クラマース縮退と四元数的ベリー接続

カテゴリ : 
研究解説:  » ベリー接続
執筆 : 
hatsugai 2010-7-6 10:19

時間反転な系特有のクラマース縮退は4元数(Quaternion)により自然に記述されます。[Y. Hatsugai in Focus issue in topological insulators :NJP] [論文直接]

一般に波動関数の位相の不定性はベリー接続に U(1) のゲージ構造をあたえますが、クラマース縮退のある場合、それはSp(1)ゲージ構造となります。また、ベリー接続の特異点を与える偶然縮退は一般にはDirac単磁極を与えますが、時間反転不変な場合、この特異点はYang のSU(2)単磁極となります。この例のように Sp(1)=SU(2)の同値性に基づくと時間反転不変な系でのベリー接続はSU(2)ゲージ理論の一つの実現をあたえることとなります。
ここで通常の複素数を四元数(Quertenion)に読み替えることにより、時間反転を持たない場合と持つ場合がアナロジーを越えてマップとして自然に読み替えられることとなります。ベリー接続のゲージ固定条件を考えることにより、非自明かつ自然な次元は複素数、四元数の基底の数により規定され、それぞれ2次元、4次元となります。対応して位相不変量はそれぞれ、2次元、4次元球面上の第1,第2チャーン数であたえられ、その量子化は1つ次元が下の赤道上、1次元閉曲線上の回転数、3次元球面上のポントリャーギン数の量子化に帰着しますが、これは特定のゲージ固定のもとでの球面上の特異点とみることもできます。この特異点は、自然な次元から1つ次元をあげた、それぞれ3次元、5次元のなかで一般化したDirac stringとなり、その終点がDiracおよびYang 単磁極となるのです。これら2次元、4次元球面上の赤道はカイラル対称な部分空間として特徴付けられ、この赤道上での奇数次元の積分で定義されるベリー位相並びにチャーンサイモン積分は第一、第2チャーン数を整数のゲージ不定性としてのぞけば半整数値に量子化されることとなります。これがZ2量子化です。くわしくはまた!

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今年もやります。まずは量子力学3. 冬は 統計力学2. 平成31年の新年あけましておめでとうございます。今年もあと79日!
最新ニュース
投稿者 : hatsugai 投稿日時: 2019-09-30 11:19:28 (106 ヒット)

Exact flatness of energy bands implies some reasons behind. Here we present one of them, "molecular orbital (MO) representation", which seems to be applied for various classes of tight binding models. Mathematically if the rank of the hamiltonian as a linear operator is less than the number of atomic sites, the kernel of the linear operator has a finite dimension. This is the zero mode flat band. The MO rep. presents nice physical reasons for it. Original proposal by YH with Isao Maruyama in 2011 in EPL and arXiv is counting dimensions of non-orthogonal projections but the hopping of the MO's is allowed as we pointed out (it should be). It's a fun to guess what kinds of the MO representation is possible for a known flat band system. Try ! Also several physical reason why the flat band crosses/touches to dispersive bands in many cases are discussed. Our new paper has appeared in EPL, "Molecular-orbital representation of generic flat-band models", by T. Mizoguchi and Y. Hatsugai , also arXiv.


投稿者 : hatsugai 投稿日時: 2019-09-10 11:03:57 (101 ヒット)

I wrote a small article "So Small Implies So Large: For a Material Design" in the "News and comment" section of the JPSJ in relation to a recent interesting paper by Toshikaze Kariyado. Material deformation induces a gauge field that modifies electronic structure and may result in the Landau levels without breaking time reversal. Have a look at.


投稿者 : hatsugai 投稿日時: 2019-09-09 22:11:58 (107 ヒット)

Our paper "Higher-Order Topological Phase in a Honeycomb-Lattice Model with Anti-Kekulé Distortion" by Tomonari Mizoguchi, Hiromu Araki, and Yasuhiro Hatsugai, has appeared in J. Phys. Soc. Jpn. 88, 104703 (2019). One can access also via arXiv:1906.07928. Z6 quantization in honeycomb structure is the key. Have a look at.


投稿者 : hatsugai 投稿日時: 2019-08-26 14:24:32 (149 ヒット)

Ryo Okugawa (WPI-AIMR, Tohoku Univ.) will be telling us on his recent work as a title "Chiral-symmetry protected second-order topological phases" on Sep. 18 (2019). Rm. D301 from 13:30pm. Join us.


投稿者 : hatsugai 投稿日時: 2019-08-08 00:43:18 (152 ヒット)

Due to an intrinsic symmetry of a mechanical system with friction governed by the Newton equation, exceptional rings appear in two dimensions. We have demonstrated it and classification of symmetry-protected non-Hermitian degeneracies is addressed putting a focus on the symmetry. The paper is published in Physical Review B, "Exceptional rings protected by emergent symmetry for mechanical systems" by Tsuneya Yoshida and Yasuhiro Hatsugai. You may find also here arXiv:1904.10764.


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