論文の概要: Thermalization by off-shell processes: the virtues of small virtuality
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.00555v2
- Date: Mon, 22 Aug 2022 14:08:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-14 23:09:08.335153
- Title: Thermalization by off-shell processes: the virtues of small virtuality
- Title（参考訳）: オフシェルプロセスによる熱化 : 小さな仮想性の特質
- Authors: Daniel Boyanovsky
- Abstract要約: 熱平衡における浴を構成する2つのスカラー場に結合したスカラー場の熱化について検討した。
様々な質量に対して、$Phi$プロパゲーターはしきい値と赤外発散、(準)粒子極における消滅残基、エンフォネシェル崩壊率を特徴とする。
- 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: We study the thermalization of a scalar field $\Phi$ coupled to two other
scalar fields $\chi_{1,2}$ that constitute a bath in thermal equilibrium. For a
range of masses the $\Phi$ propagator features threshold and infrared
divergences, a vanishing residue at the (quasi) particle pole and vanishing
\emph{on-shell} decay rates thereby preventing the equilibration of $\Phi$ with
the bath via on-shell processes. Inspired by the theory of quantum open systems
we obtain a quantum master equation for the reduced density matrix of $\Phi$
that includes the time dependence of bath correlations, yielding time dependent
rates in the dynamics of relaxation and allowing virtual processes of small
virtuality $\propto 1/t$ at long time $t$. These \emph{off-shell} processes
lead to thermalization despite vanishing S-matrix rates. In the case of
threshold divergences we find that a thermal fixed point is approached as
$e^{-\sqrt{t/t^*}}$ with the relaxation time $t^*$ becoming shorter at high
temperature as a consequence of stimulated emission and absorption. In the
infrared case, the thermal fixed point is approached as $e^{-\gamma(t)}$, where
$\gamma(t)$ features a crossover between a $\propto \ln(t)$ and a $\propto t$
behavior for $t \gg 1/T$. The vanishing of the residue and the crossover in
relaxational dynamics in this case is strikingly reminiscent of the
orthogonality catastrophe in heavy impurity systems. The results yield more
general lessons on thermalization via virtual processes.
- Abstract（参考訳）: 熱平衡の浴を構成する2つのスカラー場 $\chi_{1,2}$ と結合したスカラー場 $\phi$ の熱化の研究を行った。
質量の範囲では、$\phi$プロパゲータはしきい値と赤外線の発散を特徴とし、(クァシ)粒子極の消滅残基と\emph{on-shell}崩壊率を消滅させることで、オンシェルプロセスを介して浴槽と$\phi$の平衡を防止している。
量子開システムの理論に触発されて、バス相関の時間依存性、リラクゼーションのダイナミクスにおける時間依存率、そして小さな仮想性の仮想過程を長い時間に$t$で許すような、$\phi$の還元密度行列に対する量子マスター方程式を得る。
これらの \emph{off-shell} 過程は s-行列の速度が失われても熱分解に繋がる。
しきい値のダイバージェンスの場合、熱不動点は、刺激された放出と吸収の結果、高温で緩和時間$t^*$が短くなり、$e^{-\sqrt{t/t^*}}$となる。
赤外線の場合、熱不動点は $e^{-\gamma(t)$ となり、ここで $\gamma(t)$ は $\propto \ln(t)$ と $\propto t$ とのクロスオーバーを特徴とし、$t \gg 1/t$ は$\propto t$ となる。
この場合の緩和動力学における残差の消失と交叉は、重不純物系における直交性のカタストロフィーを思い起こさせる。
その結果、仮想プロセスによる熱化に関するより一般的な教訓が得られる。
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