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Topological properties of superconducting fermionic systems in the presence of spin-orbit coupling

Resumen

The establishment of a topological phase is shown under the existence of Majorana fermions for a superconducting nanowire with spin-orbit coupling and Zeeman coupling, which is modeled as a one-dimensional Fermi gas in the continuum at zero temperature with a Hamiltonian in the second quantization framework, and then it is solved with the Bosonization technique. The signatures of the phase are observed via the density and pairing correlations and susceptibilities in the strong interaction limit for attractive interactions and strong coupling limit for the Zeeman coupling, and under the modulation of a chemical potential via the introduction of an external harmonic trap. As a result, phase diagrams of the nanowire are obtained, where a charge density phase and spin-singlet superconductivity of trivial topology can be established for a dominant superconducting gap, while spin-singlet and spin-triplet superconductivity of non-trivial topology can be established for a dominant magnetic gap. Resumen: Se demuestra el establecimiento de una fase topológica bajo la existencia de fermiones de Majorana en un nanohilo superconductor con acoplamientos de espın- ́orbita y Zeeman, el cual se modela con un Hamiltoniano en segunda cuantización de un gas de fermiones unidimensional en el continuo a temperatura cero, y se resuelve por medio del método de Bosonización. Las signaturas de la fase se observan por medio de las correlaciones y susceptibilidades de densidad y emparejamiento del sistema en el límite de interacción atractive fuerte y acoplamiento Zeeman fuerte, y bajo la modulación de un potencial químico de acuerdo con una trampa armónica externa. Como resultado, se obtienen diagramas de fase del nanohilo, en donde se pueden establecer fases de densidad de carga y superconductividad tipo singlete de topología trivial para un gap superconductor dominante, mientras que se pueden establecer fases superconductoras de tipo singlete y triplete de topología no trivial para un gap magnético dominante. DisponibilidadContenidoResumenNota(s)También Prestado ...Calificaciones y Comentarios