i型外尔半金属如何解释下外尔半金属中的chiral anomaly?

2017-07-30

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文章简介：通俗来说,在狄拉克提出的描写电子运动的量子力学方程中,电子可以看成是一个个小陀螺,其自转轴取向可以沿着整体运动方向,也可以与之相反,这就定义了狄拉克费米子的"手

通俗来说,在狄拉克提出的描写电子运动的量子力学方程中,电子可以看成是一个个小陀螺,其自转轴取向可以沿着整体运动方向,也可以与之相反,这就定义了狄拉克费米子的“手性”,前一类粒子的自转和整体运动方向之间满足右手法则,而后一类则满足左手法则。

每一类具有明确“手性”的费米子就被称为外尔费米子,它们的运动满足外尔方程,其自由度恰好是狄拉克方程的一半。在真空中的电子,由于存在着时间反演和空间反演对称,处于“左手”和“右手”状态的几率总是相等的。

发生“手性反常“就是说在相互平行的磁场和电场作用下,具有特定“手性”的电子会被源源不断地产生出来。也就是在平行的磁场和电场作用下,外尔费米子会因为本征对称性的破缺出现手性反常现象,对应特定手性的外尔费米子数目不再守恒。在外尔半金属中,由于整体电子数不变,手性反常的表现就是其中一种手性的外尔费米子会在外场作用下自发转化成另一种手性,变成一种手性极化状态。