Topological order, emergent gauge fields, and Fermi surface reconstruction
Notice bibliographique
Résumé
This review describes how topological order associated with the presence of emergent gauge fields can reconstruct Fermi surfaces of metals, even in the absence of translational symmetry breaking. We begin with an introduction to topological order using Wegner's quantum [Formula: see text] gauge theory on the square lattice: the topological state is characterized by the expulsion of defects, carrying [Formula: see text] magnetic flux. The interplay between topological order and the breaking of global symmetry is described by the non-zero temperature statistical mechanics of classical XY models in dimension D = 3; such models also describe the zero temperature quantum phases of bosons with short-range interactions on the square lattice at integer filling. The topological state is again characterized by the expulsion of certain defects, in a state with fluctuating symmetry-breaking order, along with the presence of emergent gauge fields. The phase diagrams of the [Formula: see text] gauge theory and the XY models are obtained by embedding them in U(1) gauge theories, and by studying their Higgs and confining phases. These ideas are then applied to the single-band Hubbard model on the square lattice. A SU(2) gauge theory describes the fluctuations of spin-density-wave order, and its phase diagram is presented by analogy to the XY models. We obtain a class of zero temperature metallic states with fluctuating spin-density wave order, topological order associated with defect expulsion, deconfined emergent gauge fields, reconstructed Fermi surfaces (with 'chargon' or electron-like quasiparticles), but no broken symmetry. We conclude with the application of such metallic states to the pseudogap phase of the cuprates, and note the recent comparison with numerical studies of the Hubbard model and photoemission observations of the electron-doped cuprates. In a detour, we also discuss the influence of Berry phases, and how they can lead to deconfined quantum critical points: this applies to bosons on the square lattice at half-integer filling, and to quantum dimer models.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».