論文の概要: Collisions of false-vacuum bubble walls in a quantum spin chain
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.07243v3
- Date: Wed, 18 Sep 2024 02:57:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-20 00:13:22.781717
- Title: Collisions of false-vacuum bubble walls in a quantum spin chain
- Title（参考訳）: 量子スピンチェーンにおける偽真空気泡壁の衝突
- Authors: Ashley Milsted, Junyu Liu, John Preskill, Guifre Vidal,
- Abstract要約: 我々は、非摂動的手法を用いて、臨界に近い量子スピンチェーンにおける「偽真空」の小さな気泡のリアルタイムダイナミクスをシミュレートする。
壁がクインクおよび反キンク準粒子励起である気泡を考えると,壁衝突がクイン・アンチキンク散乱現象である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.191136746295222
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We simulate, using nonperturbative methods, the real-time dynamics of small bubbles of "false vacuum" in a quantum spin chain near criticality, where the low-energy physics is described by a relativistic (1+1)-dimensional quantum field theory. We consider bubbles whose walls are kink and antikink quasiparticle excitations, so that wall collisions are kink-antikink scattering events. To construct these bubbles in the presence of strong correlations, we extend a recently proposed matrix product state (MPS) ansatz for quasiparticle wavepackets. We simulate dynamics within a window of about 1000 spins embedded in an infinite chain at energies of up to about 5 times the mass gap. By choosing the wavepacket width and the bubble size appropriately, we avoid strong lattice effects and observe relativistic kink-antikink collisions. We use the MPS quasiparticle ansatz to detect scattering outcomes. (i) In the Ising model, with transverse and longitudinal fields, we do not observe particle production despite nonintegrability (supporting recent observations of nonthermalizing states in this model). (ii) Switching on an additional interaction, we see production of confined and unconfined particle pairs. We characterize the amount of entanglement generated as a function of energy and time and conclude that our classical simulation methods will ultimately fail as these increase. We anticipate that kink-antikink scattering in 1+1 dimensions will be an instructive benchmark problem for future quantum computers and analog quantum simulators.
- Abstract（参考訳）: 非摂動的手法を用いて、臨界に近い量子スピン鎖における「偽真空」の小さな気泡のリアルタイムダイナミクスをシミュレートし、低エネルギー物理学は相対論的(1+1)次元の量子場理論によって記述される。
壁面がキンクおよびアンチキンク準粒子励起である気泡を考えると,壁面衝突はキンク-アンチキンク散乱現象である。
近年提案された準粒子波束の行列積状態 (MPS) アンサッツを拡張した。
我々は、質量ギャップの最大5倍のエネルギーで無限鎖に埋め込まれた約1000スピンの窓内の力学をシミュレートする。
ウェーブパレット幅とバブルサイズを適切に選択することにより、強い格子効果を回避し、相対論的kink-antikink衝突を観測する。
我々はMPS準粒子アンサッツを用いて散乱結果を検出する。
(i)Isingモデルでは,非可積分性にもかかわらず粒子生成は観測されない(このモデルでは非熱化状態の最近の観測を支持している)。
(II)追加の相互作用を切り替えると、閉じ込められた粒子対と未確信の粒子対が生成する。
我々はエネルギーと時間の関数として生成される絡み合いの量を特徴付け、古典的なシミュレーション手法がこれらの増加とともに最終的に失敗すると結論づける。
1+1次元のkink-antikink散乱は、将来の量子コンピュータやアナログ量子シミュレーターのインストラクティブなベンチマーク問題であると予想する。
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