隐藏的弱配对超导现象:服从1/3统计的非相互作用任意子
该团队证明,一种带有电荷 \(e/3\)、交换统计参数 \(\theta = -\pi/3\) 的非相互作用任意子气体,可以通过一种隐藏的弱配对机制实现超导。这种任意子气体自然出现在填充数为 \(1/3\) 或 \(2/3\) 的掺杂分数量子陈绝缘体中,其中投影晶格平移对称性强制产生了三个简并的任意子能谷。利用这一三能谷结构,该团队发展了一种通量附着构造,其中平均统计通量为零,从而将问题映射为三种复合费米子(CF)在零有效磁场下的情形。研究表明,任意子统计本身——编码在统计规范场涨落中——提供了配对胶水,并驱动复合费米子进入一个 \(p-\mathrm{i}p\) 配对态,该态对应于一个 \(f-\mathrm{i}f\) 物理超导体。复合费米子的强配对相与Laughlin的任意子超导图像绝热相连,在该图像中,电荷 \(e/3\) 的任意子结合成电荷 \(2e/3\) 的分子,进而导致超导。相比之下,更自然的复合费米子弱配对相实现了一个截然不同的超导相——其边缘由手征中心荷 \(c_- = -1/2\) 刻画,这与基于Laughlin图像预测的任意子超导体具有整数 \(c_-\) 的结论形成对比,从而解决了此前理论与近期数值结果之间的不一致。该理论为理解近期实验中观察到的分数量子陈绝缘体附近的超导现象提供了一个自然框架。最后,该团队讨论了该理论的扩展,预测了其他填充数下与FCI相邻的新型手征超导体。

