論文の概要: Emergent hydrodynamics in a strongly interacting dipolar spin ensemble

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.07678v1
• Date: Thu, 15 Apr 2021 18:00:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-03 18:05:15.032212
• Title: Emergent hydrodynamics in a strongly interacting dipolar spin ensemble
• Title（参考訳）: 強い相互作用を持つ双極子スピンアンサンブルにおける創発的流体力学
• Authors: Chong Zu, Francisco Machado, Bingtian Ye, Soonwon Choi, Bryce Kobrin, Thomas Mittiga, Satcher Hsieh, Prabudhya Bhattacharyya, Matthew Markham, Dan Twitchen, Andrey Jarmola, Dmitry Budker, Chris R. Laumann, Joel E. Moore, Norman Y. Yao
• Abstract要約: 我々は、基礎となる不規則な双極子量子ハミルトニアンが非伝統的なスピン拡散の出現を引き起こすような、ハイブリッドな固体スピンプラットフォームを導入する。 スピンハミルトニアン内の基底パラメータを静的場と駆動場の組み合わせで調整することにより、創発的スピン拡散係数の直接制御を実演する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.12781808516917792
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Conventional wisdom holds that macroscopic classical phenomena naturally emerge from microscopic quantum laws. However, despite this mantra, building direct connections between these two descriptions has remained an enduring scientific challenge. In particular, it is difficult to quantitatively predict the emergent "classical" properties of a system (e.g. diffusivity, viscosity, compressibility) from a generic microscopic quantum Hamiltonian. Here, we introduce a hybrid solid-state spin platform, where the underlying disordered, dipolar quantum Hamiltonian gives rise to the emergence of unconventional spin diffusion at nanometer length scales. In particular, the combination of positional disorder and on-site random fields leads to diffusive dynamics that are Fickian yet non-Gaussian. Finally, by tuning the underlying parameters within the spin Hamiltonian via a combination of static and driven fields, we demonstrate direct control over the emergent spin diffusion coefficient. Our work opens the door to investigating hydrodynamics in many-body quantum spin systems.
• Abstract（参考訳）: 従来の知恵では、マクロ古典現象は自然に微視的な量子法則から生じる。 しかし、このマントラにも拘わらず、これらの2つの記述間の直接的な関係の構築は永続的な科学的課題である。 特に、一般的な顕微鏡量子ハミルトニアンから系の創発的な「古典的」性質(例えば、拡散率、粘性、圧縮性)を定量的に予測することは困難である。 ここでは、基底となる不規則な双極子量子ハミルトニアンがナノメートルのスケールで非伝統的なスピン拡散の出現を引き起こすような、ハイブリッドな固体スピンプラットフォームを導入する。 特に、位置障害とオンサイトランダム場の組み合わせは、フィッチ的でも非ガウス的である拡散力学をもたらす。 最後に、スピンハミルトニアン内の基底パラメータを静的場と駆動場の組み合わせでチューニングすることにより、創発的スピン拡散係数を直接制御することを示す。 我々の研究は、多体量子スピン系における流体力学の研究の扉を開く。

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