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時間反転対称性が破れたトポロジカル超伝導体表面におけるマヨラナ準粒子の電磁気応答

时间反转对称性破缺拓扑超导体表面马约拉纳准粒子的电磁响应

基本信息

批准号：
22KJ1565
负责人：
山崎勇樹
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は，時間反転対称性がないトポロジカル超伝導体表面におけるマヨラナ粒子の電磁気応答を解明することである。時間反転対称性がある場合の理論は先行研究によって既に得られている。その一方でトポロジカル超伝導体候補物質の多くは時間反転対称性がない。そのため，いち早くマヨラナ粒子の検出や応用を実現するためには，時間反転対称性をもたないマヨラナ粒子に対して，その電磁気応答を明らかにすることが必須である。本研究では，トポロジカル超伝導体表面におけるマヨラナ粒子が示す電磁気応答を，超伝導体がもつ結晶対称性・超伝導対称性の観点から明らかにする。具体的には，超伝導体がもつ1次元トポロジカル不変量を結晶対称性を用いて定義し，これが有限になるための超伝導対称性に対する条件を導く。この結果を表面のマヨラナ粒子に対する有効理論と組み合わせることで，マヨラナ粒子の電磁気応答の一般理論を完成させる。本年度では，マヨラナ粒子が現れるための一般的な（任意の結晶対称性・超伝導対称性に適用可能な）条件を，磁気カイラル対称性を用いて定義できる磁気巻き付き数（1次元トポロジカル不変量）を用いることで導くことができた。また，このとき現れるマヨラナ粒子の磁気応答，すなわち，磁場に対してマヨラナ粒子がもつエネルギーの大きさが磁場の印加方向に対して非対称になることを明らかにした。さらに時間反転対称性がないトポロジカル超伝導体の例として強磁性超伝導体UCoGeを考え，一般論の適用例を示した。本研究結果は任意の時間反転対称性がない超伝導体に適用できるため，マヨラナ粒子をもつトポロジカル超伝導体探索の有用な指針となる。

The purpose of this study is to elucidate the time inverse symmetry of electromagnetic particles on the surface of a superconductor. The theory of time inverse symmetry and the occasion is a preliminary study of the theory of time inverse symmetry. It is a superconductor candidate material with time inverse symmetry.そのため, いち好くマヨラナ particle の検出や応用を実现するためには, time inverse symmetry The をもたないマヨラナ particle に対して, the そのelectromagnetic 気応 Answer を明らかにすることがmust be である. The purpose of this study is to show the electromagnetic properties of electromagnetic particles on the surface of a superconductor. The answer is, the crystal symmetry of the superconductor and the symmetry of the superconductor are the points of the crystal symmetry. Specifically, the superconductor is a 1-dimensional tactile material that does not have a certain amount of crystallographic symmetry.いてDefinition し, これがlimited になるためのsuper伝guide symmetry に対するcondition をguideく.このRESULTSをSurfaceのマヨラナParticlesに対するeffective theoryとgroupみ合わせることで,マヨヨラナ particlesのelectromagnetic気応AnswerのGeneral theoryをCompleteさせる. This year, the conditions of the current year's mala particles are normal (any crystal symmetry and superconducting symmetry may be applied), and the magnetic field is The symmetry of カイラル対を is defined by いてできるMagnetic気巻きPayき(1 time元トポロジカル不変quantity)を用いることで道くことができた.また, このときNow れるマヨラナ particle のMagnetic 気応 Answer, すなわち, Magnetic Magnetic に対してマヨラナ particleがもつエネルギーの大きさがMagnetic fieldのInca directionに対して无対名になることを明らかにした.さらにTime inverse symmetry がないトポロジカルSuperconductor のExample としてStrong magnetic superconductor UCoGe をtestえ, General theory のapplicable example をshow した. The results of this study are applicable to superconductors with arbitrary time inverse symmetry. , a useful pointer for the exploration of the マヨラナ particle をもつトポロジカル superconductor.