In Gegenwart von elektromagnetischen Feldern Und , vier Strom wird in einem Weyl-Halbmetall, dh nicht konserviert . Es gibt einige Beweise in der Literatur, wo dies mit der Maschinerie von Lagrange und Aktion bewiesen wird, aber ich suche nach einer physikalischen und intuitiveren Erklärung dieses Phänomens, warum dies geschieht, in einem Weyl-Halbmetall, wo wir zum Beispiel zwei haben Weyl-Knoten.
Deine Aussage an sich ist nicht ganz richtig. Was nicht erhalten bleibt, ist der chirale Strom, nämlich der Strom der Fermionen an einem der Weyl-Knoten. Die Physik kann im Wesentlichen in einer eindimensionalen Version des Weyl-Metalls verstanden werden: Betrachten Sie ein 1D-Elektronengas. Es gibt zwei Fermi-Punkte, und die Niederenergietheorie wird durch zwei "Weyl-Fermionen" in 1D mit entgegengesetzten Chiralitäten gegeben. Wenn wir ein elektrisches Feld anlegen, treibt es offensichtlich einen Strom an. Dieser Strom kann als Fermionen in der Nähe eines der Fermi-Punkte verstanden werden, die sich zum anderen bewegen, durch den unteren Teil der Bänder, die in der Niedrigenergietheorie nicht vorhanden sind und die beiden "Weyl-Knoten" verbinden. Wenn Sie sich also nur Fermionen in der Nähe eines der Fermi-Punkte ansehen, sehen Sie genau die chirale Anomalie.
Die dreidimensionale chirale Anomalie ist ziemlich ähnlich. Zunächst können wir die Landau-Niveaus in Gegenwart eines homogenen Magnetfeldes lösen , und das sieht man für jeden Knoten und Impuls , hat man im Wesentlichen ein 2D-Dirac-Fermion mit einem Magnetfeld außerhalb der Ebene. Landau-Niveaus von Dirac-Fermionen sind gut verstanden, und insbesondere gibt es a Niveau mit Nullenergie bei . Mit endlich beginnt sich das Spektrum zu zerstreuen, jedoch auf "chirale" Weise, wobei die Chiralität durch den Weyl-Knoten festgelegt wird. Die Situation ist also sehr ähnlich wie bei der 1+1-dimensionalen chiralen Anomalie.
Weitere Einzelheiten finden Sie unter http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0370269383915290 .
Zhiqiang Wang