Theory of oblique topological insulators
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Notice bibliographique
Résumé
A long-standing problem in the study of topological phases of matter has been to understand the types of fractional topological insulator (FTI) phases possible in 3+1 dimensions. Unlike ordinary topological insulators of free fermions, FTI phases are characterized by fractional \Theta <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mml:mi>Θ</mml:mi> </mml:math> -angles, long-range entanglement, and fractionalization. Starting from a simple family of \mathbb{Z}_N <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mml:msub> <mml:mstyle mathvariant="double-struck"> <mml:mi>ℤ</mml:mi> </mml:mstyle> <mml:mi>N</mml:mi> </mml:msub> </mml:math> lattice gauge theories due to Cardy and Rabinovici, we develop a class of FTI phases based on the physical mechanism of oblique confinement and the modern language of generalized global symmetries. We dub these phases oblique topological insulators. Oblique TIs arise when dyons—bound states of electric charges and monopoles—condense, leading to FTI phases characterized by topological order, emergent one-form symmetries, and gapped boundary states not realizable in 2+1-D alone. Based on the lattice gauge theory, we present continuum topological quantum field theories (TQFTs) for oblique TI phases involving fluctuating one-form and two-form gauge fields. We show explicitly that these TQFTs capture both the generalized global symmetries and topological orders seen in the lattice gauge theory. We also demonstrate that these theories exhibit a universal “generalized magnetoelectric effect” in the presence of two-form background gauge fields. Moreover, we characterize the possible boundary topological orders of oblique TIs, finding a new set of boundary states not studied previously for these kinds of TQFTs.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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