論文の概要: Spin transport in a tunable Heisenberg model realized with ultracold
atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.09549v1
- Date: Tue, 19 May 2020 16:08:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-19 08:03:03.191947
- Title: Spin transport in a tunable Heisenberg model realized with ultracold
atoms
- Title（参考訳）: 超低温原子で実現したチューナブルハイゼンベルクモデルにおけるスピン輸送
- Authors: Niklas Jepsen, Jesse Amato-Grill, Ivana Dimitrova, Wen Wei Ho, Eugene
Demler, Wolfgang Ketterle
- Abstract要約: We implement the Heisenberg XXZ model with adjustable anisotropy and study spin transport from equilibrium。
正の異方性については、力学は異常な超拡散から亜拡散まで異方性に依存する。
負の異方性に対しては、時間領域の交叉を弾道的から拡散的な輸送から観察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Simple models of interacting spins play an important role in physics. They
capture the properties of many magnetic materials, but also extend to other
systems, such as bosons and fermions in a lattice, systems with gauge fields,
high-Tc superconductors, and systems with exotic particles such as anyons and
Majorana fermions. In order to study and compare these models, a versatile
platform is needed. Realizing such a system has been a long-standing goal in
the field of ultracold atoms. So far, spin transport has only been studied in
the isotropic Heisenberg model. Here we implement the Heisenberg XXZ model with
adjustable anisotropy and use this system to study spin transport far from
equilibrium after quantum quenches from imprinted spin helix patterns. In the
non-interacting XX model, we find ballistic behavior of spin dynamics, while in
the isotropic XXX model, we find diffusive behavior. For positive anisotropies,
the dynamics ranges from anomalous super-diffusion to sub-diffusion depending
on anisotropy, whereas for negative anisotropies, we observe a crossover in the
time domain from ballistic to diffusive transport. This behavior contrasts with
expectations for the linear response regime and raises new questions in
understanding quantum many-body dynamics far away from equilibrium.
- Abstract（参考訳）: 相互作用するスピンの単純なモデルは物理学において重要な役割を果たす。
多くの磁性物質の特性を捉えるが、格子内のボソンやフェルミオン、ゲージ場を持つシステム、高温超伝導体、エニオンやマヨラナフェルミオンのような異種粒子を持つシステムにも拡張される。
これらのモデルを研究し比較するには、汎用プラットフォームが必要である。
このようなシステムを実現することは、超低温原子の分野で長年の目標であった。
これまでスピン輸送は等方性ハイゼンベルク模型でしか研究されていない。
ここでは、調整可能な異方性を持つハイゼンベルクxxzモデルを実装し、この系を用いて、インプリントされたスピンヘリックスパターンから量子クエンチ後の平衡から遠く離れたスピン輸送の研究を行う。
非相互作用型xxモデルではスピンダイナミクスの弾道的挙動が発見され、等方性xxxモデルでは拡散的挙動が発見される。
正の異方性については、異常な超拡散から亜拡散まで、負の異方性では弾道から拡散輸送までの時間領域のクロスオーバーを観測する。
この挙動は線形応答レジームに対する期待と対照的であり、平衡から遠く離れた量子多体力学を理解するための新たな疑問を提起する。
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