Renormalización universal de la anisotropía de la superficie de Fermi para fermiones de Dirac interactuantes con interacciones de largo alcance

Evidencias experimentales recientes I. Jo et al ., Phys. Rev. Lett. 119, 016402 (2017) y numéricas M. Ippoliti, S. D. Geraedts, R. N. Bhatt, Phys. Rev. B 95, 201104 (2017) sugieren una intrigante relación universal entre la anisotropía de la superficie de Fermi del gas electrónico bidimensional (2D) sin interacción y el líquido de Fermi compuesto fuertemente correlacionado formado en un fuerte campo magnético cerca de la media ocupación. Inspirados por estas observaciones, exploramos de manera más general la cuestión de la renormalización de la anisotropía en sistemas de Fermi 2D interactuantes. Utilizando una simulación cuántica de Monte Carlo proyectiva no perturbativa y numéricamente exacta recientemente desarrollada H. -K. Tang et al ., Science 361, 570 (2018), así como otras técnicas numéricas y analíticas, solo para fermiones de Dirac con interacciones de Coulomb de largo alcance encontramos una disminución universal en raíz cuadrada de la anisotropía de la superficie de Fermi. Para el líquido de Fermi compuesto ν = 1 / 2, este resultado es sorprendente ya que un estado fundamental de fermiones de Dirac fue propuesto recientemente como una alternativa al estado usual de Halperin–Lee–Read. Nuestra propuesta de universalidad puede ser probada en varios materiales de Dirac anisotrópicos incluyendo grafeno, aislantes topológicos, conductores orgánicos y grafeno en capas retorcidas a ángulo mágico.