論文の概要: Stability and quasi-Periodicity of Many-Body Localized Dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.11223v2
- Date: Mon, 17 Mar 2025 20:29:37 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-19 16:29:09.144912
- Title: Stability and quasi-Periodicity of Many-Body Localized Dynamics
- Title（参考訳）: 多体局在ダイナミクスの安定性と準周期性
- Authors: Peyman Azodi, Herschel A. Rabitz,
- Abstract要約: 多体局在(Multi-Body Localization、MBL)は、不規則鎖内の相互作用粒子が熱分解に失敗する現象である。
本稿では,不規則なハイゼンベルク連鎖におけるサブシステムの絡み合い進化における準周期的ダイナミクスを通して,MBLを同定する。
以上の結果から, 十分に強い障害の体制下では, 個々のサブシステムの絡み合い進化は熱力学的限界において準周期的のままであることが明らかとなった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The connection between entanglement dynamics and non-equilibrium statistics in isolated many-body quantum systems has been established both theoretically and experimentally. Many-Body Localization (MBL), a phenomenon where interacting particles in disordered (i.e., random) chains fail to thermalize, exemplifies this connection. However, the systematic proof of critical phenomena such as MBL remains challenging due to the lack of robust methods for analyzing many-body entanglement dynamics. In this paper, we identify MBL through quasi-periodic dynamics in the entanglement evolution of subsystems in a disordered Heisenberg chain. This new form of characterizing MBL, through stable quasi-periodic dynamics of entanglement -- where stable means they persist in the thermodynamic limit -- concretely distinguishes between two competing scenarios: fully localized behavior of subsystems or slowly, exponentially slow in disorder, thermalizing subsystems -- a heated controversy in the literature. Utilizing perturbation theory, we derive the entanglement dynamics of single spins through an infinite perturbative series, while also modeling rare Griffiths regions (locally thermal inclusions). Our results prove that in regimes of sufficiently strong disorder, the entanglement evolution of individual subsystems remains quasi-periodic in the thermodynamic limit, thereby providing concrete evidence for the stability of MBL dynamics in disordered Heisenberg chains. This behavior contrasts with the widely reported logarithmic growth of subsystem entanglement in the MBL phase. We show that the logarithmic growth observed in prior studies arises from statistical ensemble averaging, which is prohibited due to the intrinsic non-ergodic dynamics characteristic of MBL systems, rooted in their quasi-periodic features.
- Abstract（参考訳）: 孤立多体量子系における絡み合い力学と非平衡統計学の関連性は理論的にも実験的にも確立されている。
Many-Body Localization (MBL) は、乱れた(ランダムな)鎖の相互作用粒子が熱分解に失敗する現象であり、この結合を実証している。
しかし、MBLのような臨界現象の体系的な証明は、多体の絡み合いを解析する堅牢な方法が欠如していることから、依然として困難である。
本稿では,不規則なハイゼンベルク連鎖におけるサブシステムの絡み合い進化における準周期的ダイナミクスを通して,MBLを同定する。
MBLを特徴付けるこの新しい形式は、安定な準周期的なエンタングルメントのダイナミクス(熱力学の限界に持続することを意味する)を通じて、特に2つの競合するシナリオを区別している。
摂動理論を用いて、無限摂動級数を通して単一スピンの絡み合いのダイナミクスを導出するとともに、希少なグリフィス領域(局所的な熱包摂)をモデル化する。
以上の結果から, 十分に強い障害の状況下では, 個々のサブシステムの絡み合い進化は熱力学的限界において準周期的のままであり, 混乱したハイゼンベルク鎖におけるMBLダイナミクスの安定性を示す具体的な証拠が得られている。
この挙動は、MBL相におけるサブシステムの絡み合いの対数的成長が広く報告されているのとは対照的である。
先行研究で観察される対数的成長は,MBL系に特有の非エルゴディック力学が準周期的特徴に根ざしているため,統計的アンサンブル平均化が禁止されていることが示唆された。
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