論文の概要: Distinct universality classes of diffusive transport from full counting
statistics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.09526v3
- Date: Fri, 14 Apr 2023 02:23:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-17 17:24:01.517461
- Title: Distinct universality classes of diffusive transport from full counting
statistics
- Title（参考訳）: 完全数え上げ統計からの拡散輸送の特異普遍性クラス
- Authors: Sarang Gopalakrishnan, Alan Morningstar, Romain Vasseur, Vedika
Khemani
- Abstract要約: 様々な可積分および非可積分な異方性1次元スピンモデルにおけるスピン輸送の完全な数え上げ統計について検討する。
スピン輸送は平均的に拡散するが、ガウス的でない普遍性クラスによって支配される。
我々の予測は量子ガス顕微鏡や超伝導量子ビットアレイを用いて直接実験することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4014524824655105
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The hydrodynamic transport of local conserved densities furnishes an
effective coarse-grained description of the dynamics of a many-body quantum
system. However, the full quantum dynamics contains much more structure beyond
the simplified hydrodynamic description. Here we show that systems with the
same hydrodynamics can nevertheless belong to distinct dynamical universality
classes, as revealed by new classes of experimental observables accessible in
synthetic quantum systems, which can, for instance, measure simultaneous
site-resolved snapshots of all of the particles in a system. Specifically, we
study the full counting statistics of spin transport, whose first moment is
related to linear-response transport, but the higher moments go beyond. We
present an analytic theory of the full counting statistics of spin transport in
various integrable and non-integrable anisotropic one-dimensional spin models,
including the XXZ spin chain. We find that spin transport, while diffusive on
average, is governed by a distinct non-Gaussian dynamical universality class in
the models considered. We consider a setup in which the left and right half of
the chain are initially created at different magnetization densities, and
consider the probability distribution of the magnetization transferred between
the two half-chains. We derive a closed-form expression for the probability
distribution of the magnetization transfer, in terms of random walks on the
half-line. We show that this distribution strongly violates the large-deviation
form expected for diffusive chaotic systems, and explain the physical origin of
this violation. We discuss the crossovers that occur as the initial state is
brought closer to global equilibrium. Our predictions can directly be tested in
experiments using quantum gas microscopes or superconducting qubit arrays.
- Abstract（参考訳）: 局所保存密度の流体力学的輸送は、多体量子系のダイナミクスを効果的に粗粒的に記述する。
しかし、完全な量子力学は単純化された流体力学の説明以上の構造を含んでいる。
ここでは、同じ流体力学を持つ系が、合成量子系でアクセス可能な実験観測可能な新しいクラス、例えば、系の全ての粒子の同時部位分解スナップショットを測定できるような、異なる動的普遍性クラスに属することが示される。
具体的には、最初のモーメントは線形応答輸送と関連しているが、より高いモーメントはそれ以上であるスピン輸送の全計数統計を研究する。
我々は、xxzスピンチェーンを含む様々な可積分および非可積分な一次元スピンモデルにおけるスピン輸送の全計数統計量の解析理論を提案する。
スピン輸送は平均的に拡散するが、考慮されたモデルにおいて、異なる非ガウス的動的普遍性クラスによって支配される。
鎖の左右半分を異なる磁化密度で生成する構成を考察し、2つの半鎖の間を移動した磁化の確率分布を考察する。
半直線上のランダムウォーク(ランダムウォーク)の観点から,磁化転移の確率分布に対する閉形式式を導出する。
この分布は拡散的カオス系に期待される大縮約形式に強く違反していることを示し、この違反の物理的起源を説明する。
我々は,初期状態が大域均衡に近づくと生じるクロスオーバーについて論じる。
我々の予測は量子ガス顕微鏡や超伝導量子ビットアレイを用いて直接実験することができる。
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