論文の概要: Emergent tracer dynamics in constrained quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.07901v1
- Date: Mon, 16 May 2022 18:00:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-12 23:31:08.981835
- Title: Emergent tracer dynamics in constrained quantum systems
- Title（参考訳）: 制約量子系における創発的トレーサーダイナミクス
- Authors: Johannes Feldmeier, William Witczak-Krempa, Michael Knap
- Abstract要約: タグ付けされた区別可能な粒子のトレーサー運動は、様々な均一な量子多体系の輸送を効果的に表現できることを示す。
拘束されたスピン相互作用を受ける一次元格子上のスピンフル粒子の系を考える。
- 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 show how the tracer motion of tagged, distinguishable particles can
effectively describe transport in various homogeneous quantum many-body systems
with constraints. We consider systems of spinful particles on a one-dimensional
lattice subjected to constrained spin interactions, such that some or even all
multipole moments of the effective spin pattern formed by the particles are
conserved. On the one hand, when all moments - and thus the entire spin pattern
- are conserved, dynamical spin correlations reduce to tracer motion
identically, generically yielding a subdiffusive dynamical exponent $z=4$. This
provides a common framework to understand the dynamics of several constrained
lattice models, including models with XNOR or $tJ_z$ - constraints. We consider
random unitary circuit dynamics with such a conserved spin pattern and use the
tracer picture to obtain exact expressions for their late-time dynamical
correlations. Our results can also be extended to integrable quantum many-body
systems that feature a conserved spin pattern but whose dynamics is insensitive
to the pattern, which includes for example the folded XXZ spin chain. On the
other hand, when only a finite number of moments of the pattern are conserved,
the dynamics is described by a convolution of the internal hydrodynamics of the
spin pattern with a tracer distribution function. As a consequence, we find
that the tracer universality is robust in generic systems if at least the
quadrupole moment of the pattern remains conserved. In cases where only total
magnetization and dipole moment of the pattern are constant, we uncover an
intriguing coexistence of two processes with equal dynamical exponent but
different scaling functions, which we relate to phase coexistence at a first
order transition.
- Abstract（参考訳）: タグ付けされた区別可能な粒子のトレーサー運動は、制約のある様々な均一な量子多体系の輸送を効果的に表現できることを示す。
粒子が生成する実効スピンパターンの多極性モーメントの一部あるいは全てを保存するような、制約されたスピン相互作用を受ける一次元格子上のスピンフル粒子の系を考える。
一方、すべてのモーメント、つまりスピンパターンが保存されているとき、動的スピン相関はトレーサ運動に等しく減少し、一般化して非拡散動的指数$z=4$となる。
これは、XNOR や $tJ_z$ - 制約のあるモデルを含む、いくつかの制約された格子モデルのダイナミクスを理解するための共通のフレームワークを提供する。
このような保存スピンパターンを持つランダムユニタリ回路のダイナミクスを考察し、トレーサ・ピクチャーを用いて後期の動的相関の正確な表現を求める。
この結果は、保存されたスピンパターンを持つが、そのダイナミクスがパターンに影響を受けない、例えば折り畳まれたxxzスピンチェーンを含む可積分量子多体系にも拡張することができる。
一方、パターンの有限個のモーメントしか保存されない場合、ダイナミクスはトレーサー分布関数を持つスピンパターンの内部流体力学の畳み込みによって記述される。
その結果、パターンの少なくとも四重極モーメントが保存されている場合、トレーサ普遍性はジェネリックシステムにおいて堅牢であることがわかった。
パターンの全磁化と双極子モーメントのみが一定である場合、一階遷移における相共存と関係する、同じ動的指数を持つが異なるスケーリング関数を持つ2つのプロセスの興味深い共存を明らかにする。
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