Thermal interferometry of anyons
Thermal interferometry of anyons
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任意子热干涉测量
DOI：
10.1103/physrevb.107.104406
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发表时间：
2023
影响因子：
3.7
通讯作者：
Feldman, D. E.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wei, Zezhu;Batra, Navketan;Mitrović, V. F.;Feldman, D. E.
任意子干涉计量学探测拓扑有序物质中激发的编织相。这项技术在分数量子霍尔效应中的带电准粒子中得到了很好的应用。我们建议将其推广到中性任意子，如Kitaev磁体中的Ising任意子和其他中性自旋液体中的准粒子。我们发现，通过干涉仪的热流对隧穿准粒子的统计很敏感。我们系统地研究了Fabry-Pérot和Mach-Zehnder干涉仪中各种阿贝尔和非阿贝尔拓扑序的特征。对于不同的拓扑级数，通过法布里-珀罗装置的热流是不同的，并且取决于干涉仪内部的拓扑电荷。马赫-曾德尔装置仅在拓扑上微不足道的系统中显示干扰。对于一个非平凡的统计量，热流缩减为干涉仪中两个收缩的贡献之和。此外，我们还发现了另一种拓扑级的探测器，它涉及在低温下通过单个隧道接触的热电流的定标。电流表现出普遍的温度依赖性，对系统中的拓扑顺序很敏感。
Anyonic interferometry probes the braiding phases of excitations in topologically ordered matter. This technique is well established for charged quasiparticles in the fractional quantum Hall effect. We propose to extend it to neutral anyons, such as Ising anyons in Kitaev magnets and quasiparticles in other neutral spin liquids. We find that the thermal current through an interferometer is sensitive to the statistics of tunneling quasiparticles. We present a systematic investigation of signatures of various Abelian and non-Abelian topological orders in Fabry-Pérot and Mach-Zehnder interferometers. The heat current through a Fabry-Pérot device is different for different topological orders and depends on the topological charge inside the interferometer. A Mach-Zehnder device shows interference in topologically trivial systems only. For a nontrivial statistics, the heat current reduces to the sum of the contributions from two constrictions in the interferometer. Furthermore, we identify another probe of topological order that involves the scaling of the thermal current through a single tunneling contact at low temperatures. The current shows a universal temperature dependence, sensitive to the topological order in the system.
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