Weyl superconductor with dynamical pseudo-axion field, an interplay between high energy and condensed matter physics

Abstract

Conceitos semelhantes surgindo em diferentes campos são um tema recorrente na física. Um exemplo clássico é o grupo de renormalização que foi desenvolvido simultaneamente em física de alta energia e matéria condensada. Nos últimos anos, outra instância, os materiais topológicos, estenderam as aplicações da física axiônica para além de seu propósito inicial em física de altas energias. A descrição dessa fase da matéria necessita de uma nova caracterização, chamado ordem topológica, que liga diferentes fases da matéria que não são distinguíveis através de considerações de simetria. Tais materiais, onde podemos citar alguns exemplos notáveis como isolantes topológicos, semimetais Weyl/Dirac e isolantes axiônicos, possuem uma resposta eletromagnética enraizada no chamado termo theta. Esse termo possui diferentes formas; os semimetais de Weyl apresentam um temo theta com dependência linear no espaço-tempo, semelhante à ação CFJ investigada no contexto de teorias de campo com violação de Lorentz. Em isolantes axiônicos ele aparece de forma similar ao acoplamento do campo tipo-axion (flutuações do condensado que quebra a simetria quiral). Para entender melhor essa conexão, examinaremos os fundamentos dos materiais topológicos e sua descrição dentro da teoria de campos. Além disso, foi investigada a resposta eletromagnética de um semimetal quando uma perturbação particular, dada por um pareamento fermiônico quártico, desencadeia a formação de um condensado quiral carregado, resultando em um supercondutor axiônico (fótons massivos em interação com partículas tipo-axions). Também serão analisadas as correções quânticas a 1-loop, geradas por flutuações do axiônico, para o potencial de Yukawa e as modificações geradas no comprimento de penetração de London.