論文の概要: Tunable transport in the mass-imbalanced Fermi-Hubbard model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.12970v2
• Date: Mon, 29 Aug 2022 15:12:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-11 19:06:43.537935
• Title: Tunable transport in the mass-imbalanced Fermi-Hubbard model
• Title（参考訳）: 質量不均衡フェルミ・ハバード模型における可変輸送
• Authors: Philip Zechmann, Alvise Bastianello, Michael Knap
• Abstract要約: 本研究では,2種のフェルミオンの質量の異なる1次元ハバードモデルの輸送について検討した。 行列積演算子でアクセス可能な時間スケールについては、これらの数値的正確な結果と量子ボルツマン方程式との間には優れた一致がある。 我々の結果は、量子ボルツマン方程式が不均一ポテンシャルの複素非平衡状態を研究するのに有用なツールであることを示した。
• 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 late-time dynamics of quantum many-body systems is organized in distinct dynamical universality classes, characterized by their conservation laws and thus by their emergent hydrodynamic transport. Here, we study transport in the one-dimensional Hubbard model with different masses of the two fermionic species. To this end, we develop a quantum Boltzmann approach valid in the limit of weak interactions. We explore the crossover from ballistic to diffusive transport, whose timescale strongly depends on the mass ratio of the two species. For timescales accessible with matrix product operators, we find excellent agreement between these numerically exact results and the quantum Boltzmann equation, even for intermediate interactions. We investigate two scenarios which have been recently studied with ultracold atom experiments. First, in the presence of a tilt, the quantum Boltzmann equation predicts that transport is significantly slowed down and becomes subdiffusive, consistent with previous studies. Second, we study transport probed by displacing a harmonic confinement potential and find good quantitative agreement with recent experimental data [N. Darkwah Oppong et al., arXiv:2011.12411]. Our results demonstrate that the quantum Boltzmann equation is a useful tool to study complex non-equilibrium states in inhomogeneous potentials, as often probed with synthetic quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 量子多体系の後期ダイナミクスは、その保存則と創発的な流体輸送によって特徴づけられる、異なる動的普遍性クラスで構成される。 ここでは,2種のフェルミオンの質量の異なる1次元ハバードモデルの輸送について検討する。 この目的のために,弱い相互作用の限界に有効な量子ボルツマン法を開発した。 我々は,2種の質量比に強く依存する,弾道的な輸送から拡散的な輸送への交差を探索する。 行列積演算子でアクセス可能な時間スケールについては、これらの数値的正確な結果と量子ボルツマン方程式の間には、中間相互作用に対しても優れた一致がある。 超低温原子実験で最近研究されている2つのシナリオについて検討する。 第一に、傾きの存在下では、量子ボルツマン方程式は、輸送が著しく遅くなり、以前の研究と一致して散逸すると予想する。 第2に,高調波閉じ込めポテンシャルを分解し,最近の実験データ(N. Darkwah Oppong et al., arXiv:2011.12411]と良好な定量的一致を示した。 この結果から, 量子ボルツマン方程式は, 不均一ポテンシャルの複雑な非平衡状態の研究に有用であることが示唆された。

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