Teoría de campo efectiva de órbita coadjunta de una superficie de Fermi en un campo magnético débil

Presentamos una teoría de campo efectiva bosonizada para una superficie de Fermi en 2D en un campo magnético débil utilizando el enfoque de órbita coadjunta, que fue recientemente desarrollado como un método de bosonización no lineal en el espacio de fases para líquidos de Fermi y líquidos no de Fermi. Mostramos que al parametrizar el espacio de fases con el centro guía y el momento mecánico, y al utilizar técnicas en teoría de campos no conmutativos, la física de los niveles de Landau y la degeneración de niveles de Landau (N_) surge de manera natural. Para una dispersión parabólica, la teoría resultante describe N_ sabores de bosones chirales libres que se propagan en el espacio de momento. Además, la acción contiene un término lineal en el campo bosónico, que al expandirse por modos se convierte en un término topológico. Al cuantizar esta teoría adecuadamente, reproducimos las bien conocidas respuestas térmicas y magnéticas de una superficie de Fermi, incluyendo capacidad calorífica lineal en T, diamagnetismo de Landau y el efecto de de Haas-van Alphen. En particular, se muestra que el efecto de de Haas-van Alphen es una consecuencia directa del término topológico. Nuestra teoría abre el camino hacia la comprensión de sistemas fermiónicos correlacionados sin brecha en un campo magnético utilizando el poderoso enfoque de la bosonización.