具有高阶形式全局对称性的相互作用表面变分方法

该研究团队开发了一种针对具有高形式全局对称性的相互作用表面系统的变分方法。作为传统相互作用玻色子二阶量子化哈密顿量的自然延伸,研究人员明确构建了一个基于闭合曲面算符ϕ̂[Cp]的二阶量子化哈密顿量,该算符在p形式全局对称性下携带电荷。通过应用变分原理,团队导出了类似于传统玻色子系统中Gross-Pitaevskii方程的函数型薛定谔方程。在无外力作用下,该变分方程允许存在均匀解,其唯一性由微观相互作用势U(ψ*ψ)和化学势决定。此均匀解描述了玻色子表面的均匀气体态。利用所得能量泛函,该工作证明:当p形式全局对称性为U(1)时,低能涨落包含无能隙的p形式场Ap;而对于离散对称性情况,p形式场会获得质量,其低能极限由BF型拓扑场论描述。这一特性使得系统展现出具有任意子表面激发的阿贝尔拓扑序。然而在外力作用下,全面求解该泛函方程仍具挑战性。研究人员指出:当外力分别作用于质心运动和相对运动时,问题可简化为求解传统Gross-Pitaevskii方程。此外,该工作还给出了拓扑缺陷的解析解,这些解对应于传统玻色子系统中的涡旋和畴壁解。最后作为具体微观模型,团队研究了ℤN晶格规范理论,并将该变分方法应用于此系统。

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提交arXiv: 2026-02-09 06:31

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