論文の概要: Quantum thermodynamics of holographic quenches and bounds on the growth
of entanglement from the QNEC
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.09914v3
- Date: Sat, 23 Apr 2022 04:32:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-14 03:38:18.061727
- Title: Quantum thermodynamics of holographic quenches and bounds on the growth
of entanglement from the QNEC
- Title（参考訳）: ホログラフィッククエンチの量子熱力学とQNECからの絡み合いの成長に関するバウンド
- Authors: Tanay Kibe, Ayan Mukhopadhyay, and Pratik Roy
- Abstract要約: 2次元ホログラフィー理論において、量子零エネルギー条件が無限メモリレス浴からのエネルギーモメンタム流入によって駆動されるクエンチにおける不可逆エントロピー生成を制限するかどうかを考察する。
古典的熱力学のクラウシウス不等式によって示唆されるエントロピーと温度の上昇は必要であるが、クエンチのQNECに違反しないほど不十分である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4588028371034407
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The quantum null energy condition (QNEC) is a lower bound on the
energy-momentum tensor in terms of the variation of the entanglement entropy of
a sub-region along a null direction. To gain insights into quantum
thermodynamics of many-body systems, we study if the QNEC restricts
irreversible entropy production in quenches driven by energy-momentum inflow
from an infinite memoryless bath in two-dimensional holographic theories. We
find that an increase in both entropy and temperature, as implied by the
Clausius inequality of classical thermodynamics, are necessary but not
sufficient to not violate QNEC in quenches leading to transitions between
thermal states with momentum which are dual to Banados-Teitelboim-Zanelli
geometries. For an arbitrary initial state, we can determine the lower and
upper bounds on the increase of entropy (temperature) for a fixed increase in
temperature (entropy). Our results provide explicit instances of quantum lower
and upper bounds on irreversible entropy production whose existence has been
established in literature. We also find monotonic behavior of the
non-saturation of the QNEC with time after a quench, and analytically determine
their asymptotic values. Our study shows that the entanglement entropy of an
interval of length $l$ always thermalizes in time $l/2$ with an exponent $3/2$.
Furthermore, we determine the coefficient of initial quadratic growth of
entanglement analytically for any $l$, and show that the slope of the
asymptotic ballistic growth of entanglement for a semi-infinite interval is
twice the difference of the entropy densities of the final and initial states.
We determine explicit upper and lower bounds on these rates of growth of
entanglement.
- Abstract（参考訳）: 量子ヌルエネルギー条件 (quantum null energy condition, qnec) は、ヌル方向に沿った部分領域の絡み合いエントロピーの変化の観点から、エネルギー-運動テンソル上の下界である。
多体系の量子熱力学の知見を得るため、QNECは2次元ホログラフィック理論において、無限メモリレス浴からのエネルギーモメンタム流入によって駆動されるクエンチにおける不可逆エントロピー生成を制限するかどうかを考察する。
古典的熱力学のクラウシウス不等式によって示されるエントロピーと温度の上昇は、バナドス・ティーテルボイム・ザネリの2倍の運動量を持つ熱状態間の遷移を引き起こすクエンチでQNECに違反しないほどには不十分である。
任意の初期状態に対して、温度(エントロピー)の一定増加に対するエントロピー(温度)の増加に関する下限と上限を決定することができる。
以上より,文献に存在が確立された非可逆エントロピー生成における量子下界と上界の明示的な例を示す。
また,QNECの非飽和状態とクエンチ後の時間とのモノトニックな挙動も見出され,その漸近値が解析的に決定される。
本研究は,長さ$l$の間隔の絡み合いエントロピーが,指数3/2$の時間で常に熱化することを示した。
さらに, エンタングルメントの初期2次成長係数を任意の$l$に対して解析的に決定し, 半無限区間におけるエンタングルメントの漸近的弾道成長の傾きが, 最終状態と初期状態のエントロピー密度の差の2倍であることを示す。
エンタングルメントの成長速度について, 表層および下層の境界を明示的に決定する。
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