Effektive abelsche Gitterfeldtheorien für Wechselwirkungen zwischen skalarer Materie und Monopolen

Wir präsentieren ein gauge- und Lorentz-invariantes effektives Feldtheorie-Modell für die Wechselwirkung eines geladenen skalareren Materiefeldes mit einer magnetischen Monopolquelle, die durch einen externen magnetischen Strom beschrieben wird. Die quantenmechanischen Fluktuationen des Monopolfeldes werden effektiv durch ein stark gekoppeltes „duales“ Ud(1)-Gitterfeld beschrieben, das unabhängig vom elektromagnetischen Uem(1)-Gitterfeld ist. Die effektiven Wechselwirkungen der geladenen Materie mit der Monopolquelle werden durch einen gauge-invarianten gemischten Chern-Simons-ähnlichen (Pontryagin-Dichte) Term zwischen den beiden U(1)-Gitterfeldern beschrieben. Die Kopplung dieser Wechselwirkung wird frei gelassen, und eine Gitterstudie des Systems wird durchgeführt, um die Phasenstruktur dieser effektiven Theorie zu bestimmen. Unsere Studie zeigt, dass im spontan gebrochenen Symmetrie-Phase die Monopolquelle über den gemischten Chern-Simons-Term, der in seiner Anwesenheit nicht trivial ist, die Erzeugung einer dynamischen singulären Konfiguration (magnetisch-monopolgeleich) für die jeweiligen Gitterfelder auslöst. Das skalarer Feld verhält sich ebenfalls in der gebrochenen Phase ähnlich wie der skalarer Sektor des ’t Hooft-Polyakov-Monopols. Darüber hinaus zeigen wir, dass die bescheidene Größe der beteiligten Gitter keine signifikanten Auswirkungen auf die Hauptschlussfolgerungen unserer Analyse hat. Veröffentlicht von der American Physical Society 2024