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Topological aspects of quantum many-body systems: Symmetry-protected ingappable phases and anomalies

研究課題

研究課題/領域番号 19K14608
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分13010:数理物理および物性基礎関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2020-2021)
東京大学 (2019)

研究代表者

Hsieh ChangTse  国立研究開発法人理化学研究所, 創発物性科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (70822146)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2021年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードTCI / Effective field theory / Topological crystal / Quantum criticality / Conformal field theory / Majorana fermions / Quantum spin chains / Quantum anomalies / LSM theorem / SPT phases / Electromagnetic duality / Condensed matter theory / Quantum manybody systems / Topological phases
研究開始時の研究の概要

To explore the low-energy physics of generic quantum many-body systems from topological aspects, in particular, by the idea of quantum anomalies. This enables us to have some fundamental insights about the phase diagrams of various physical systems based only on the kinematical data of the systems, such as the underlying degrees of freedom (e.g. spins and electrons) and symmetries. Results of this research project should provide a guiding principle for surveying general many-body systems and motivate further researches on more dynamical properties of those systems along this line.

研究実績の概要

In the work "Effective field theories of topological crystalline insulators and topological crystals" (published in Phys. Rev. B), we presented a general approach to obtain effective field theories for topological crystalline insulators, characterized by the responses to spatially dependent mass parameters with interfaces. Various quantized topological terms are identified within these effective field theories. In particular, our approach implements the dimensional reduction procedure such that the state of interest is smoothly deformed into a topological crystal, which serves as a representative state of a phase in the general classification.

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of Maryland(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Maryland(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Tsing Hua University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Massachusetts Institute of Technology(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effective field theories of topological crystalline insulators and topological crystals2022

    • 著者名/発表者名
      Sheng-Jie Huang, Chang-Tse Hsieh, Jiabin Yu
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 105 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevb.105.045112

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fermionic Minimal Models2021

    • 著者名/発表者名
      Hsieh Chang-Tse、Nakayama Yu、Tachikawa Yuji
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 126 号: 19 ページ: 195701-195701

    • DOI

      10.1103/physrevlett.126.195701

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anomaly Matching and Symmetry-Protected Critical Phases in SU(N) Spin Systems in 1+1 Dimensions2019

    • 著者名/発表者名
      Yao Yuan、Hsieh Chang-Tse、Oshikawa Masaki
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 123 号: 18 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevlett.123.180201

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Anomaly of the Electromagnetic Duality of Maxwell Theory2019

    • 著者名/発表者名
      Chang-Tse Hsieh, Yuji Tachikawa, Kazuya Yonekura
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett.

      巻: 123 号: 16 ページ: 161601-161601

    • DOI

      10.1103/physrevlett.123.161601

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Anomaly of the Electromagnetic Duality of Maxwell Theory2021

    • 著者名/発表者名
      Chang-Tse Hsieh
    • 学会等名
      JPS 76th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fermionic minimal models2020

    • 著者名/発表者名
      Chang-Tse Hsieh
    • 学会等名
      Hybrid meeting "Theoretical studies of topological phases of matter" at YITP
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Symmetry-constrained low-energy spectra of strongly correlated systems2020

    • 著者名/発表者名
      Chang-Tse Hsieh
    • 学会等名
      Workshop of Quantum Materials at Academia Sinica (Taiwan)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On the Anomaly of the Electromagnetic Duality of the Maxwell Theory2019

    • 著者名/発表者名
      Chang-Tse Hsieh
    • 学会等名
      Croucher Summer Course ``Quantum Entanglement and Topological Order''
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Anomaly Matching and Symmetry-Protected Criticality in 1d Quantum Many-body Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Chang-Tse Hsieh
    • 学会等名
      MRM 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Discrete gauge anomalies revisited2019

    • 著者名/発表者名
      Chang-Tse Hsieh
    • 学会等名
      JPS Autumn Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 電磁気の双対性の量子異常を決定

    • URL

      https://www.ipmu.jp/ja/20200406-Anomaly

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] Researchers uncover an anomaly...

    • URL

      https://phys.org/news/2019-10-uncover-anomaly-electromagnetic-duality-maxwell.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-12-28  

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