論文の概要: Magnetic excitations, non-classicality and quantum wake spin dynamics in
the Hubbard chain
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.06332v4
- Date: Fri, 5 Aug 2022 19:27:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-22 07:32:42.597263
- Title: Magnetic excitations, non-classicality and quantum wake spin dynamics in
the Hubbard chain
- Title（参考訳）: ハバード鎖における磁気励起、非古典性、量子ウェイクスピンダイナミクス
- Authors: Pontus Laurell and Allen Scheie and D. Alan Tennant and Satoshi
Okamoto and Gonzalo Alvarez and Elbio Dagotto
- Abstract要約: 量子フィッシャー情報(QFI)は多粒子絡みの証であり、磁気ファンホーブ相関は$G(r,t)$であり、局所的な実空間のスピンダイナミクスのプローブである。
QFIは$U$で成長し、$U=2.5$以上の二部構成の絡み合いを目撃できることを示す。
我々は、低い$U$で発見された$G(r,t)$の力学を観察するための実験的候補について議論する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent work has demonstrated that quantum Fisher information (QFI), a witness
of multipartite entanglement, and magnetic Van Hove correlations $G(r,t)$, a
probe of local real-space real-time spin dynamics, can be successfully
extracted from inelastic neutron scattering on spin systems through accurate
measurements of the dynamical spin structure factor $S(k,\omega)$. Here we
apply theoretically these ideas to the half-filled Hubbard chain with
nearest-neighbor hopping, away from the strong-coupling limit. This model has
nontrivial redistribution of spectral weight in $S(k,\omega)$ going from the
non-interacting limit ($U=0$) to strong coupling ($U\rightarrow \infty$), where
it reduces to the Heisenberg quantum spin chain. We use the density matrix
renormalization group (DMRG) to find $S(k,\omega)$, from which QFI is then
calculated. We find that QFI grows with $U$. With realistic energy resolution
it becomes capable of witnessing bipartite entanglement above $U=2.5$ (in units
of the hopping), where it also changes slope. This point is also proximate to
slope changes of the bandwidth $W(U)$ and the half-chain von Neumann
entanglement entropy. We compute $G(r,t)$ by Fourier-transforming
$S(k,\omega)$. The results indicate a crossover in the short-time
short-distance dynamics at low $U$ characterized by ferromagnetic lightcone
wavefronts, to a Heisenberg-like behavior at large $U$ featuring
antiferromagnetic lightcones and spatially period-doubled antiferromagnetism.
We find this crossover has largely been completed by $U=3$. Our results thus
provide evidence that, in several aspects, the strong-coupling limit of the
Hubbard chain is reached qualitatively already at a relatively modest
interaction strength. We discuss experimental candidates for observing the
$G(r,t)$ dynamics found at low $U$.
- Abstract（参考訳）: 近年の研究では、多成分の絡み合いの目撃者である量子フィッシャー情報(qfi)と、局所的な実空間実時間スピンダイナミクスのプローブである磁力ファンホーブ相関(英語版) $g(r,t)$ が、スピン系の非弾性中性子散乱から、動的スピン構造因子 $s(k,\omega)$ の正確な測定によってうまく抽出できることが示されている。
ここでは、理論上これらのアイデアを、最も近いホッピングを持つ半充填ハバードチェーンに適用し、強結合限界から遠ざかる。
このモデルは、非相互作用限界 (u=0$) から強いカップリング (u\rightarrow \infty$) への s(k,\omega)$ のスペクトル重の非自明な再分配を持ち、ハイゼンベルク量子スピンチェーンに還元される。
密度行列再正規化群(DMRG)を用いて$S(k,\omega)$を求め、そこからQFIを計算する。
qfiは$u$で成長している。
現実的なエネルギー分解能によって、U=2.5$(ホッピングの単位)以上の二部体の絡み合いを見ることができるようになり、傾きも変化する。
この点はまた、帯域幅$W(U)$とハーフチェインのフォン・ノイマン絡みエントロピーの勾配変化を近似する。
我々は$G(r,t)$ by Fourier-transforming $S(k,\omega)$を計算する。
その結果、強磁性光錐波面を特徴とする短距離U$の短距離力学と、強磁性光錐と空間的周期倍の反強磁性を特徴とする大規模U$のハイゼンベルク様挙動の交叉が示唆された。
このクロスオーバーは大体$U=3$で完了している。
その結果、いくつかの点で、ハバード鎖の強い結合限界は、比較的穏やかな相互作用強度で定性的に到達していることを示す。
低u$で見つかる$g(r,t)$ダイナミクスを観察するための実験的な候補について検討する。
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