Wie berechnet man die Berry-Phasen der Grundzustände mit doppelter Entartung, wie sie beispielsweise aufgrund der Teilchen-Loch-Symmetrie oder der Zeitumkehrsymmetrie auftreten?

Angenommen, die Grundzustände eines Systems sind aufgrund einer anti-unitären Symmetrie doppelt entartet K , welche sind | ψ > Und | K ψ > . Wenn das System ein eindimensionales Fermion-System ist und die Anti-Einheits-Symmetrie eine Teilchen-Loch-Symmetrie ist, hängt die Entartung oft mit einem Paar von Majorana-Nullmoden zusammen.

Es ist bekannt, dass der Austausch von zwei Majoranas eine einführen würde ± π / 4 Phase ein | ψ > Und K | ψ > . Diese Phasen sind die Beerenphase ich < ψ | D | ψ >= ich < K ψ | D | K ψ > ? Ist diese Phase ich < ψ | D | ψ > im Zusammenhang mit der Spur des Austauschs? Oder ist es das garantiert π / 4 ?

Noch eine Frage: Macht es Sinn zu rechnen ich < ψ | D | ψ > Wenn ψ ist einer der beiden entarteten Grundzustände?

Antworten (1)

Beachten Sie, dass die Berry-Phase nur für nicht entartete Zustände gültig ist. Wann immer Sie einen entarteten Zustand haben, kann die Adiabatizität nicht mehr garantieren, dass die Entwicklung eines Eigenzustands darin besteht, im selben augenblicklichen Eigenzustand zu bleiben. Ein Eigenzustand wird sich vielmehr innerhalb seines entarteten Unterraums vermischen. Was man in diesem Fall berechnen muss, ist eine Matrix, die dieses Mischen beschreibt , dh bei gegebenem Eigenzustand unter zyklischer adiabatischer Entwicklung wird der Endzustand im Allgemeinen eine Überlagerung der entarteten Eigenzustände sein. Dies ist die Wilczek-Zee-Matrix A mit Einträgen

A A B = ich A ( ξ ) | D | B ( ξ ) ,
Wo A Und B entartete Eigenzustände beschriften, | A ( ξ ) ist der augenblickliche entartete Eigenzustand, der Parametern entspricht ξ Und D ist die äußere Ableitung im Raum der Parameter. Der Evolutionsoperator nach einem ganzen Zyklus C von Parametern ist
U C = e dynamisch P e ich C A ,
Wo P bezeichnet weggeordnete Exponentialfunktion. Die klassische Referenz zur Wilczek-Zee-Phase ist http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.52.2111 und jedes Buch über geometrische Phasen behandelt dieses Thema.