論文の概要: Emergent pair localization in a many-body quantum spin system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.14216v2
- Date: Mon, 26 Feb 2024 17:44:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-29 01:12:18.254014
- Title: Emergent pair localization in a many-body quantum spin system
- Title(参考訳): 多体量子スピン系における創発的対局在
- Authors: Titus Franz, Sebastian Geier, Adrian Braemer, Cl\'ement Hainaut,
Adrien Signoles, Nithiwadee Thaicharoen, Annika Tebben, Andr\'e Salzinger,
Martin G\"arttner, Gerhard Z\"urn, Matthias Weidem\"uller
- Abstract要約: 本質的には、非可積分量子系は固有状態熱化仮説に従って熱化することが期待されている。
強い障害がある場合、力学は実験可能な時間スケールでシステムが熱分解に失敗する程度まで減速する可能性がある。
ライドバーグ量子シミュレータにより実現されたランダムカップリング強度の可変分布を持つハイゼンベルクスピンのアンサンブルについて検討する。
- 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: Understanding how closed quantum systems dynamically approach thermal
equilibrium presents a major unresolved problem in statistical physics.
Generically, non-integrable quantum systems are expected to thermalize as they
comply with the Eigenstate Thermalization Hypothesis. However, in the presence
of strong disorder, the dynamics can possibly slow down to a degree that
systems fail to thermalize on experimentally accessible timescales, as in spin
glasses or many-body localized systems. In general, particularly in long-range
interacting quantum systems, the specific nature of the disorder necessary for
the emergence of a prethermal, metastable state--distinctly separating the
timescales of initial relaxation and subsequent slow thermalization--remains an
open question. We study an ensemble of Heisenberg spins with a tunable
distribution of random coupling strengths realized by a Rydberg quantum
simulator. We observe a drastic change in the late-time magnetization when
increasing disorder strength. The data is well described by models based on
pairs of strongly interacting spins, which are treated as thermal for weak
disorder and isolated for strong disorder. Our results indicate a crossover
into a pair-localized prethermal regime in a closed quantum system of thousands
of spins in the critical case where the exponent of the power law interaction
matches the spatial dimension.
- Abstract(参考訳): 閉じた量子系が熱平衡に動的に近づく方法を理解することは、統計物理学において大きな未解決問題となる。
本質的には、非可積分量子系は固有状態熱化仮説に従って熱化することが期待されている。
しかし、強い障害の存在下では、スピングラスや多体局在系のように、システムが実験的にアクセス可能な時間スケールで熱化できない程度まで、ダイナミクスが遅くなる可能性がある。
一般に、特に長距離相互作用する量子システムにおいて、前熱的、準安定な状態の出現に必要な障害の特定の性質は、初期緩和の時間スケールとそれに続く遅い熱化の時間スケールを連続的に分離する。
ライドバーグ量子シミュレータにより実現されたランダムカップリング強度の可変分布を持つハイゼンベルクスピンのアンサンブルについて検討する。
乱れ強度の増加に伴う後期磁化の劇的な変化を観察した。
データは強い相互作用を持つスピンのペアに基づくモデルによってよく説明され、それらは弱い障害に対する熱として扱われ、強い障害のために分離される。
この結果から, エネルギー法則相互作用の指数が空間次元と一致する臨界場合において, 数千スピンの閉量子系における対局在前熱状態への交差が示唆された。
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