論文の概要: Boiling Quantum Vacuum: Thermal Subsystems from Ground-State Entanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.01791v2
• Date: Thu, 15 Sep 2022 08:49:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-19 16:05:48.133969
• Title: Boiling Quantum Vacuum: Thermal Subsystems from Ground-State Entanglement
• Title（参考訳）: 沸騰量子真空:地絡み熱サブシステム
• Authors: Ali G. Moghaddam, Kim P\"oyh\"onen, Teemu Ojanen
• Abstract要約: 我々は,D$D$次元ギャップ付きディラックフェルミオン真空に埋め込まれた低次元サブシステムの密度行列が,格子上あるいは下次元ディラックハミルトニアンに対して熱形式を有することを示した。 興味深いことに、真空の絡み合いは、0温度のギャップドシステムのサブシステムを熱いギャップレスシステムとして現れるように共謀することさえできる。
• 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: In certain special circumstances, such as in the vicinity of a black hole or in a uniformly accelerating frame, vacuum fluctuations appear to give rise to a finite-temperature environment. This effect, currently without experimental confirmation, can be interpreted as a manifestation of quantum entanglement after tracing out vacuum modes in an unobserved region. In this work, we identify a class of experimentally accessible quantum systems where thermal density matrices emerge from vacuum entanglement. We show that reduced density matrices of lower-dimensional subsystems embedded in $D$-dimensional gapped Dirac fermion vacuum, either on a lattice or continuum, have a thermal form with respect to a lower-dimensional Dirac Hamiltonian. Strikingly, we show that vacuum entanglement can even conspire to make a subsystem of a gapped system at zero temperature appear as a hot gapless system. We propose concrete experiments in cold atom quantum simulators to observe the vacuum entanglement induced thermal states.
• Abstract（参考訳）: ブラックホール付近や一様加速フレームのような特定の特別な状況では、真空のゆらぎは有限温度環境を引き起こすように見える。 この効果は、現在実験的に確認されていないが、観測されていない領域で真空モードを辿った後に量子絡み合いの顕現と解釈できる。 本研究では,真空絡み合いから熱密度行列が出現する,実験的にアクセス可能な量子系を同定する。 格子または連続体上において、D$次元ギャップド・ディラックフェルミオン真空に埋め込まれた低次元サブシステムの密度行列が、低次元ディラックハミルトニアンに対して熱形式を持つことを示す。 驚くべきことに、真空の絡み合いは、ゼロ温度でガッピングされたシステムのサブシステムをホットギャップのないシステムとして見せようとしている。 低温原子量子シミュレータによる真空絡み込み誘起熱状態の観測実験を提案する。

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