論文の概要: Mechanisms for the emergence of Gaussian correlations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.07829v2
• Date: Tue, 8 Mar 2022 11:00:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-18 05:14:11.152406
• Title: Mechanisms for the emergence of Gaussian correlations
• Title（参考訳）: ガウス相関の発生機構
• Authors: Marek Gluza, Thomas Schweigler, Mohammadamin Tajik, Jo\~ao Sabino, Federica Cataldini, Frederik S. M{\o}ller, Si-Cong Ji, Bernhard Rauer, J\"org Schmiedmayer, Jens Eisert, Spyros Sotiriadis
• Abstract要約: 孤立量子系における相互作用をオフにした後、非ガウス相関のメモリ損失につながる2つのメカニズムについて検討する。 第1のメカニズムは空間スクランブルに基づいており、局所ガウス定常状態の出現をもたらす。 第二のメカニズムは、正準変換として特徴づけられ、一対の正準共役体の混合に基づいている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.471876092032107
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We comprehensively investigate two distinct mechanisms leading to memory loss of non-Gaussian correlations after switching off the interactions in an isolated quantum system undergoing out-of-equilibrium dynamics. The first mechanism is based on spatial scrambling and results in the emergence of locally Gaussian steady states in large systems evolving over long times. The second mechanism, characterized as `canonical transmutation', is based on the mixing of a pair of canonically conjugate fields, one of which initially exhibits non-Gaussian fluctuations while the other is Gaussian and dominates the dynamics, resulting in the emergence of relative Gaussianity even at finite system sizes and times. We evaluate signatures of the occurrence of the two candidate mechanisms in a recent experiment that has observed Gaussification in an atom-chip controlled ultracold gas and elucidate evidence that it is canonical transmutation rather than spatial scrambling that is responsible for Gaussification in the experiment. Both mechanisms are shown to share the common feature that the Gaussian correlations revealed dynamically by the quench are already present though practically inaccessible at the initial time. On the way, we present novel observations based on the experimental data, demonstrating clustering of equilibrium correlations, analyzing the dynamics of full counting statistics, and utilizing tomographic reconstructions of quantum field states. Our work aims at providing an accessible presentation of the potential of atom-chip experiments to explore fundamental aspects of quantum field theories in quantum simulations.
• Abstract（参考訳）: 分離量子系における非ガウス相関の記憶損失に繋がる2つの異なるメカニズムを包括的に検討する。 最初のメカニズムは空間的なスクランブルに基づいており、長い時間にわたって進化する大規模システムにおいて局所ガウス定常状態が出現する。 第二のメカニズムは「正準変換」として特徴づけられ、一対の正準共役場の混合に基づいており、そのうちの1つは最初は非ガウス的揺らぎを示し、もう1つはガウス的であり、力学を支配しており、有限系のサイズや時間においても相対ガウス性が出現する。 原子チップ制御された超低温ガス中のガウス化を観測した最近の実験において, 2つの候補機構の発生のサインを評価し, ガウス化に寄与する空間スクランブルよりも正準変換であることを示す。 どちらの機構も、クエンチによって動的に示されるガウス相関は、初期においては事実上到達できないが既に存在するという共通の特徴を共有している。 本研究では,実験データに基づく新しい観測を行い,平衡相関のクラスタリングを実証し,全計数統計のダイナミクスを解析し,量子状態のトモグラフィー再構成を応用した。 本研究の目的は、原子チップ実験の可能性について、量子シミュレーションにおける量子場理論の基礎的な側面を探求することである。

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