論文の概要: Quantum-classical correspondence in spin-boson equilibrium states at arbitrary coupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.10874v3
• Date: Tue, 13 Dec 2022 18:57:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-16 00:49:47.519679
• Title: Quantum-classical correspondence in spin-boson equilibrium states at arbitrary coupling
• Title（参考訳）: 任意のカップリングにおけるスピン-ボーソン平衡状態の量子古典的対応
• Authors: Federico Cerisola, Marco Berritta, Stefano Scali, Simon A. R. Horsley, James D. Cresser, Janet Anders
• Abstract要約: ナノスケール系の平衡特性は、環境との結合によって標準的な熱力学から逸脱することができる。 一般化された$theta$-angled スピン-ボソンモデルでは、まず古典的平衡状態のコンパクトで一般的な形式を導出する。 量子スピンボソンモデルに対して、ボーアの量子古典対応がすべての結合強度で持続することを証明する。
• 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: The equilibrium properties of nanoscale systems can deviate significantly from standard thermodynamics due to their coupling to an environment. For the generalised $\theta$-angled spin-boson model, we first derive a compact and general form of the classical equilibrium state including environmental corrections to all orders. Secondly, for the quantum spin-boson model we prove, by carefully taking a large spin limit, that Bohr's quantum-classical correspondence persists at all coupling strengths. This correspondence gives insight into the conditions for a coupled quantum spin to be well-approximated by a coupled classical spin-vector. Thirdly, we demonstrate that previously identified environment-induced 'coherences' in the equilibrium state of weakly coupled quantum spins, do not disappear in the classical case. Finally, we provide the first classification of the coupling parameter regimes for the spin-boson model, from weak to ultrastrong, both for the quantum case and the classical setting. Our results shed light on the interplay of quantum and mean force corrections in equilibrium states of the spin-boson model, and will help draw the quantum to classical boundary in a range of fields, such as magnetism and exciton dynamics.
• Abstract（参考訳）: ナノスケール系の平衡特性は、環境とのカップリングによって標準熱力学から著しく逸脱することができる。 一般化された$\theta$-angled スピンボソンモデルに対して、すべての順序に対する環境補正を含む古典的平衡状態のコンパクトで一般的な形式を導出する。 第二に、量子スピン-ボソンモデルにおいて、ボーアの量子古典対応がすべての結合強度で持続することを証明する。 この対応は結合した量子スピンが結合した古典的スピンベクトルによってうまく近似される条件に関する洞察を与える。 第三に、弱結合量子スピンの平衡状態における環境誘起コヒーレンス(coherences)が古典的な場合には消滅しないことを示す。 最後に、量子ケースと古典的設定の両方において、スピン-ボソンモデルに対する結合パラメータ規則の第一の分類を弱から超強に分類する。 我々の結果はスピン-ボソンモデルの平衡状態における量子および平均力補正の相互作用に光を当て、磁気学やエキシトン力学など様々な分野における量子を古典的境界に引き出すのに役立ちます。

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