論文の概要: Gauge-Symmetry Violation Quantum Phase Transition in Lattice Gauge Theories

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.07338v1
• Date: Wed, 14 Oct 2020 18:20:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-29 02:25:55.661721
• Title: Gauge-Symmetry Violation Quantum Phase Transition in Lattice Gauge Theories
• Title（参考訳）: 格子ゲージ理論におけるゲージ対称性違反量子相転移
• Authors: Maarten Van Damme, Jad C. Halimeh, Philipp Hauke
• Abstract要約: ゲージ対称性は、我々の原子下物質の記述において重要な役割を果たす。 近年、技術者による量子シミュレーターにおけるゲージ理論の微視的再構成の進展が見られた。 ここでは、量子電磁力学に類似したパラダイムゲージ理論の肯定的根拠として、この疑問に答える。
• 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: Gauge symmetry plays a key role in our description of subatomic matter. The vanishing photon mass, the long-ranged Coulomb law, and asymptotic freedom are all due to gauge invariance. Recent years have seen tantalizing progress in the microscopic reconstruction of gauge theories in engineered quantum simulators. Yet, many of these are plagued by a fundamental question: When gauge symmetry is only approximate in the quantum device, do we actually quantum-simulate a gauge theory? Here, we answer this question in the affirmative for a paradigm gauge theory akin to quantum electrodynamics. Analytically, we derive a renormalized gauge symmetry that is at least exponentially accurate. Further, numerically computing the phase diagram in the thermodynamic limit, we find that the long-distance behavior of the gauge theory is only compromised upon reaching a sharp quantum phase transition. This behavior is enabled by an energy penalty term, which lends a mass to the Higgs boson to which the coherent gauge breaking couples. Our results not only lend validity to ongoing gauge-theory quantum simulations, they also probe the fundamental question of how gauge symmetry could emerge in nature.
• Abstract（参考訳）: ゲージ対称性はサブアトミック物質の記述において重要な役割を果たす。 消滅する光子質量、長距離クーロン法則、漸近自由度はすべてゲージ不変性によるものである。 近年,量子シミュレータを用いたゲージ理論の微視的再構成が進展している。 ゲージ対称性が量子デバイスで近似している場合、実際にゲージ理論を量子シミュレーションするのか? ここでは、量子電磁力学に似たパラダイムゲージ理論を肯定する形で、この疑問に答える。 解析的には、少なくとも指数関数的に正確である正規化ゲージ対称性を導出する。 さらに, 熱力学的極限における位相図の数値計算により, ゲージ理論の長距離挙動は, 鋭い量子相転移に達するとのみ損なわれることがわかった。 この挙動は、コヒーレントゲージがカップルを壊すヒッグス粒子に質量を与えるエネルギーペナルティ項によって実現される。 この結果はゲージ理論の量子シミュレーションに有効性を与えるだけでなく、ゲージ対称性が自然界でどのように現れるかという根本的な問題にも寄与する。

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