論文の概要: Scattering of mesons in quantum simulators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.10583v4
- Date: Thu, 10 Jun 2021 10:26:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-23 14:44:13.026737
- Title: Scattering of mesons in quantum simulators
- Title（参考訳）: 量子シミュレータにおける中間子の散乱
- Authors: Federica Maria Surace and Alessio Lerose
- Abstract要約: コールド原子プラットフォームは、ゲージ理論における非摂動現象の量子シミュレーションを実現するための有望な候補である。
現在の量子シミュレータは線形粒子加速器を模倣することができ、弾性および非弾性中間子衝突のS-行列測定にアクセスできることを示す。
- 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: Simulating real-time evolution in theories of fundamental interactions
represents one of the central challenges in contemporary theoretical physics.
Cold-atom platforms stand as promising candidates to realize quantum
simulations of non-perturbative phenomena in gauge theories, such as vacuum
decay and hadron collisions, in prohibitive conditions for direct experiments.
In this work, we demonstrate that present-day quantum simulators can imitate
linear particle accelerators, giving access to S-matrix measurements of elastic
and inelastic meson collisions in low-dimensional Abelian gauge theories.
Considering for definiteness a $(1+1)$-dimensional $\mathbb{Z}_2$-lattice gauge
theory realizable with Rydberg-atom arrays, we present protocols to observe and
measure selected meson-meson scattering processes. We provide a benchmark
theoretical study of scattering amplitudes in the regime of large fermion mass,
including an exact solution valid for arbitrary coupling strength. This allows
us to discuss the occurrence of inelastic scattering channels, featuring the
production of new mesons with different internal structures. We present
numerical simulations of realistic wavepacket collisions, which reproduce the
predicted cross section peaks. This work highlights the potential of quantum
simulations to give unprecedented access to real-time scattering dynamics.
- Abstract（参考訳）: 基礎相互作用の理論におけるリアルタイム進化のシミュレーションは、現代の理論物理学における主要な課題の一つである。
コールド原子プラットフォームは、直接実験の禁止条件下で真空崩壊やハドロン衝突のようなゲージ理論における非摂動現象の量子シミュレーションを実現する有望な候補である。
本研究では、現在の量子シミュレータが線形粒子加速器を模倣し、低次元アーベルゲージ理論における弾性および非弾性中間子衝突のs行列測定にアクセスできることを実証する。
1+1)$-次元$\mathbb{z}_2$-latticeゲージ理論をrydberg-atom配列で実現し、選択された中間子-中間子散乱過程を観測・測定するためのプロトコルを提案する。
任意の結合強度に有効な厳密な解を含む大きなフェルミ質量の配置における散乱振幅に関するベンチマーク理論的研究を行う。
これにより、内部構造が異なる新しい中間子の生成を特徴とする非弾性散乱チャネルの発生を議論できる。
予測された断面積のピークを再現する現実的な波動パック衝突の数値シミュレーションを行う。
この研究は、リアルタイム散乱力学に前例のないアクセスを与える量子シミュレーションの可能性を強調している。
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