論文の概要: A topologically protected quantum dynamo effect in a driven spin-boson
model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.01707v3
- Date: Wed, 7 Dec 2022 16:24:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-02 14:09:54.421369
- Title: A topologically protected quantum dynamo effect in a driven spin-boson
model
- Title（参考訳）: 駆動スピン-ボソンモデルにおける位相的に保護された量子ダイナモ効果
- Authors: Ephraim Bernhardt, Cyril Elouard, Karyn Le Hur
- Abstract要約: 共振器と共振器を結合した駆動系における量子ダイナモ効果を,空洞モードやオーミックボソニックバスを形成するモードの集合に記述する。
この場はファラデーの帰納法則を思わせる形で外部の駆動場の変化に反対する。
ダイナモ効果は, このスピン=frac12$の動的トポロジーと直接的に関係していることが示され, 断熱限界下では, 運転作業を貯水池内のコヒーレント場に変換するためのトポロジー的に保護された方法が提供される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We describe a quantum dynamo effect in a driven system coupled to a harmonic
oscillator describing a cavity mode or to a collection of modes forming an
Ohmic bosonic bath. When the system Hamiltonian changes in time, this induces a
dynamical field in the bosonic modes having resonant frequencies with the
driving velocity. This field opposes the change of the external driving field
in a way reminiscent of Faraday's law of induction, justifying the term
'quantum dynamo effect'. For the specific situation of a periodically driven
spin-$\frac{1}{2}$ on the Bloch sphere, we show that the work done by rolling
the spin from north to south pole can efficiently be converted into a coherent
displacement of the resonant bosonic modes, the effect thus corresponds to a
work-to-work conversion and allows to interpret this transmitted energy into
the bath as work. We study this effect, its performance and limitations in
detail for a driven spin-$\frac{1}{2}$ in the presence of a radial magnetic
field addressing a relation with topological systems through the formation of
an effective charge in the core of the sphere. We show that the dynamo effect
is directly related to the dynamically measured topology of this
spin-$\frac{1}{2}$ and thus in the adiabatic limit provides a topologically
protected method to convert driving work into a coherent field in the
reservoir. The quantum dynamo model is realizable in mesoscopic and atomic
systems.
- Abstract（参考訳）: 共振器と共振器を結合した駆動系における量子ダイナモ効果を,空洞モードやオーミックボソニックバスを形成するモードの集合に記述する。
ハミルトニアン系が時間とともに変化すると、これは駆動速度と共鳴周波数を持つボソニックモードの力学場を誘導する。
この場はファラデーの誘導の法則を想起させる形で外部駆動場の変化に反対し、「量子ダイナモ効果」という用語を正当化している。
ブロッホ球面上で周期的に駆動されるスピン-$\frac{1}{2}$の特定の状況において、スピンを北から南極に転がして行う作業は、共鳴ボソニックモードのコヒーレントな変位に効率よく変換できることを示す。
この効果, その性能, 詳細は, 球のコアに有効電荷を形成することにより, トポロジカル系との関係に対処する放射磁場の存在下での駆動スピン-$$\frac{1}{2}$に対する制限について検討する。
ダイナモ効果は、このスピン-$\frac{1}{2}$の動的計測トポロジーに直接関係していることを示し、断熱限界において、運転作業を貯水池内のコヒーレント場に変換する位相的に保護された方法を提供する。
量子ダイナモモデルはメソスコピックと原子系で実現可能である。
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