論文の概要: Eigenstate properties of the disordered Bose-Hubbard chain

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.08582v4
• Date: Tue, 16 Jan 2024 20:29:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-18 22:24:09.703348
• Title: Eigenstate properties of the disordered Bose-Hubbard chain
• Title（参考訳）: 不規則Bose-Hubbard鎖の固有状態特性
• Authors: Jie Chen, Chun Chen, and Xiaoqun Wang
• Abstract要約: 1次元の無秩序なボソン系の多体局在(MBL)を充填基の半減期で数値的に研究した。 フォン・ノイマンエントロピー SvN は、通常、MBL相転移を検出するために用いられるが、直接測定することは困難である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.83731714529242
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Many-body localization (MBL) of a disordered interacting boson system in one dimension is studied numerically at the filling faction one-half. The von Neumann entanglement entropy SvN is commonly used to detect the MBL phase transition but remains challenging to be directly measured. Based on the U(1) symmetry from the particle number conservation, SvN can be decomposed into the particle number entropy SN and the configuration entropy SC. In light of the tendency that the eigenstate's SC nears zero in the localized phase, we introduce a quantity describing the deviation of SN from the ideal thermalization distribution; finite-size scaling analysis illustrates that it shares the same phase transition point with SvN but displays the better critical exponents. This observation hints that the phase transition to MBL might largely be determined by SN and its fluctuations. Notably, the recent experiments [A. Lukin et al., Science 364, 256 (2019); J. Leonard et al., Nat. Phys. 19, 481 (2023)] demonstrated that this deviation can potentially be measured through the SN measurement. Furthermore, our investigations reveal that the thermalized states primarily occupy the low-energy section of the spectrum, as indicated by measures of localization length, gap ratio, and energy density distribution. This low-energy spectrum of the Bose model closely resembles the entire spectrum of the Fermi (or spin XXZ) model, accommodating a transition from the thermalized to the localized states. While, owing to the bosonic statistics, the high-energy spectrum of the model allows the formation of distinct clusters of bosons in the random potential background. We analyze the resulting eigenstate properties and briefly summarize the associated dynamics. To distinguish between the phase regions at the low and high energies, a probing quantity based on the structure of SvN is also devised.
• Abstract（参考訳）: 1次元の無秩序相互作用ボソン系の多体局在(mbl)を充填層で数値的に研究した。 フォン・ノイマンエンタングルメントエントロピー SvN は、通常、MBL相転移を検出するために用いられるが、直接測定することは困難である。 粒子数保存からのU(1)対称性に基づいて、SvNは粒子数エントロピーSNと構成エントロピーSCに分解することができる。 固有状態のscが局所化相でゼロに近い傾向を考えると、理想的な熱化分布からsnの偏差を記述する量を導入する;有限サイズのスケーリング解析は、svnと同じ相転移点を共有するが、より優れた臨界指数を示す。 この観察はmblへの相転移がsnとそのゆらぎによって決定される可能性を示唆している。 特に、最近の実験 (A. Lukin et al., Science 364, 256 (2019), J. Leonard et al., Nat. Phys. 19, 481 (2023)) では、この偏差はSN測定によって測定できることが示されている。 さらに, 熱状態がスペクトルの低エネルギー領域を主に占めていることが, 局在長, ギャップ比, エネルギー密度分布の指標で示される。 このボース模型の低エネルギースペクトルはフェルミ(またはスピンxxz)模型のスペクトル全体によく似ており、熱化された状態から局所状態への遷移を伴っている。 ボソニック統計により、モデルの高エネルギースペクトルは、ランダムポテンシャル背景における異なるボソンのクラスターの形成を可能にする。 得られた固有状態特性を分析し,関連するダイナミクスを簡潔に要約する。 低エネルギーの位相領域と高エネルギーの位相領域を区別するために、SvNの構造に基づく探索量も考案される。

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