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【24h】

Relativistic Fermions in a Magnetic Field: From Quantum Hall Effect in Graphene to Chiral Asymmetry in QED.

机译：磁场中的相对论费米子：从石墨烯中的量子霍尔效应到QED中的手性不对称。

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摘要

In the first part of this thesis, we use the generalized Landau-level represen- tation to study the effect of screening on the properties of the graphene quantum Hall states with integer filling factors. The analysis is performed in the low-energy Dirac model in the mean-field approximation, in which the long-range Coulomb in- teraction is modified by the one-loop static screening effects. The solutions demon- strate that static screening leads to a substantial suppression of the gap parameters in the quantum Hall states with a broken U (4) flavor symmetry. The results of the temperature dependence of the energy gaps mimic well the temperature dependence of the activation energies measured in experiment. The Landau-level running of the quasiparticle dynamical parameters could be tested via optical studies of the integer quantum Hall states.;In the second part, by using the generalized Landau-level representation, we study the interaction induced chiral asymmetry in cold QED plasma beyond the weak-field approximation. The chiral shift and the parity-even chiral chemical potential function are obtained numerically and are found peaking near the Fermi surface and increases and decreases with the Landau level index, respectively. The results are used to quantify the chiral asymmetry of the Fermi surface in dense QED matter. The chiral asymmetry appears to be rather small even in the strongest mag- netic fields and at the highest stellar densities. However, the analogous asymmetry can be substantial in the case of dense quark matter.
机译：在本文的第一部分中，我们使用广义的Landau级表示法来研究屏蔽对具有整数填充因子的石墨烯量子霍尔态性质的影响。该分析是在低能量狄拉克模型中以均值场近似进行的，其中通过单环静态屏蔽效应修改了远程库仑相互作用。该解决方案表明，静态筛选会导致具有破坏性的U（4）味对称性的量子霍尔态中的间隙参数得到显着抑制。能隙的温度依赖性的结果很好地模拟了在实验中测量的活化能的温度依赖性。可以通过对整数量子霍尔态的光学研究来检验准粒子动力学参数的Landau级运行。第二部分，通过广义Landau级表示，我们研究了冷QED等离子体以外的相互作用诱导的手性不对称性。弱场近似。通过数值获得手性位移和奇偶性手性化学势函数，发现它们在费米表面附近达到峰值，并分别随着朗道能级指数的升高和降低。结果用于量化密质QED物质中费米表面的手性不对称性。即使在最强的磁场和最高的恒星密度下，手性的不对称性似乎也很小。然而，在稠密的夸克物质的情况下，类似的不对称性可能很大。

著录项

  • 作者

    Xia, Lifang.;

  • 作者单位

    Arizona State University.;

  • 授予单位 Arizona State University.;
  • 学科 Physics.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2016
  • 页码 117 p.
  • 总页数 117
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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