論文の概要: Probing quantum many-body correlations by universal ramping dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.00273v2
- Date: Thu, 5 Jan 2023 01:54:26 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-16 11:01:58.400262
- Title: Probing quantum many-body correlations by universal ramping dynamics
- Title（参考訳）: 普遍傾斜ダイナミクスによる量子多体相関の探索
- Authors: Libo Liang, Wei Zheng, Ruixiao Yao, Qinpei Zheng, Zhiyuan Yao,
Tian-Gang Zhou, Qi Huang, Zhongchi Zhang, Jilai Ye, Xiaoji Zhou, Xuzong Chen,
Wenlan Chen, Hui Zhai, Jiazhong Hu
- Abstract要約: 傾斜ダイナミクスによる量子多体相関の探索手法を提案する。
有限傾斜速度の1次補正は普遍的かつ経路に依存しないことを示す。
提案手法は,最も一般的な実験プロトコルを用いており,様々な量子系を探索するための幅広い応用が期待できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8437783410151665
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Ramping a physical parameter is one of the most common experimental protocols
in studying a quantum system, and ramping dynamics has been widely used in
preparing a quantum state and probing physical properties. Here, we present a
novel method of probing quantum many-body correlation by ramping dynamics. We
ramp a Hamiltonian parameter to the same target value from different initial
values and with different velocities, and we show that the first-order
correction on the finite ramping velocity is universal and path-independent,
revealing a novel quantum many-body correlation function of the equilibrium
phases at the target values. We term this method as the non-adiabatic linear
response since this is the leading order correction beyond the adiabatic limit.
We demonstrate this method experimentally by studying the Bose-Hubbard model
with ultracold atoms in three-dimensional optical lattices. Unlike the
conventional linear response that reveals whether the quasi-particle dispersion
of a quantum phase is gapped or gapless, this probe is more sensitive to
whether the quasi-particle lifetime is long enough such that the quantum phase
possesses a well-defined quasi-particle description. In the Bose-Hubbard model,
this non-adiabatic linear response is significant in the quantum critical
regime where well-defined quasi-particles are absent. And in contrast, this
response is vanishingly small in both superfluid and Mott insulators which
possess well-defined quasi-particles. Because our proposal uses the most common
experimental protocol, we envision that our method can find broad applications
in probing various quantum systems.
- Abstract（参考訳）: 物理パラメータのラッピングは量子システムの研究において最も一般的な実験的なプロトコルの1つであり、量子状態の準備や物理特性の探索に広く用いられている。
ここでは、傾斜ダイナミクスによる量子多体相関を求める新しい方法を提案する。
我々は、ハミルトンパラメータを異なる初期値と異なる速度から同じ目標値に傾斜させ、有限傾斜速度上の一階補正が普遍的かつ経路非依存であることを示し、目標値における平衡相の量子多体相関関数を明らかにする。
我々はこの手法を非断熱線形応答 (non-adiabatic linear response) と呼ぶ。
三次元光学格子中の超低温原子を用いたボース・ハバード模型を実験的に検討した。
量子位相の準粒子分散がガッピングされるかギャップのないかを示す従来の線形応答とは異なり、このプローブは準粒子寿命が十分に長く、量子位相が明確に定義された準粒子記述を持つかどうかに敏感である。
Bose-Hubbardモデルでは、この非断熱線形応答は、よく定義された準粒子が存在しない量子臨界状態において重要である。
対照的に、この反応は、よく定義された準粒子を持つ超流動型およびモット型絶縁体の両方において、極めて小さい。
提案手法は,最も一般的な実験プロトコルを用いており,様々な量子系の探索に広く応用できると考えられる。
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