論文の概要: Reaction-limited quantum reaction-diffusion dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.09784v3
- Date: Tue, 30 May 2023 15:12:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-01 02:47:24.142008
- Title: Reaction-limited quantum reaction-diffusion dynamics
- Title(参考訳): 反応制限量子反応拡散ダイナミクス
- Authors: Gabriele Perfetto, Federico Carollo, Juan P. Garrahan, and Igor
Lesanovsky
- Abstract要約: フェルミオン粒子が一次元格子上にコヒーレントにホップする系の量子非平衡力学を考察する。
時間依存型一般化ギブスアンサンブル法を利用して、これらのシステムにおいて量子コヒーレンスと破壊干渉が重要な役割を果たすことを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We consider the quantum nonequilibrium dynamics of systems where fermionic
particles coherently hop on a one-dimensional lattice and are subject to
dissipative processes analogous to those of classical reaction-diffusion
models. Particles can either annihilate in pairs, $A+A \to \emptyset$,
coagulate upon contact, $A+A \to A$, and possibly also branch, $A \to A+A$. In
classical settings, the interplay between these processes and particle
diffusion leads to critical dynamics as well as to absorbing-state phase
transitions. Here, we analyze the impact of coherent hopping and of quantum
superposition, focusing on the so-called reaction-limited regime. Here, spatial
density fluctuations are quickly smoothed out due to fast hopping, which for
classical systems is described by a mean-field approach. By exploiting the
time-dependent generalized Gibbs ensemble method, we demonstrate that quantum
coherence and destructive interference play a crucial role in these systems and
are responsible for the emergence of locally protected dark states and
collective behavior beyond mean-field. This can manifest both at stationarity
and during the relaxation dynamics. Our results highlight fundamental
differences between classical nonequilibrium dynamics and their quantum
counterpart and show that quantum effects indeed change collective universal
behavior.
- Abstract(参考訳): フェルミオン粒子が一次元格子上をコヒーレントに跳躍し、古典的な反応拡散モデルに類似した散逸過程を受ける系の量子非平衡ダイナミクスを考える。
粒子は対で消滅するか、$A+A \to \emptyset$、$A+A \to A$、または$A \to A+A$で分離することができる。
古典的な設定では、これらの過程と粒子拡散の間の相互作用は臨界ダイナミクスや吸収状態の相転移をもたらす。
本稿では,コヒーレントホッピングと量子重ね合わせの影響を,いわゆる反応制限レジームに着目して解析する。
ここでは, 空間密度のゆらぎは高速ホッピングにより急速に緩和され, 古典系では平均場法によって説明される。
時間依存型一般化ギブスアンサンブル法を利用して、これらのシステムにおいて量子コヒーレンスと破壊的干渉が重要な役割を担い、局所的に保護された暗黒状態の出現と平均場を超えた集団行動に責任を負うことを示す。
これは定常性と緩和ダイナミクスの間の両方に現れる。
この結果は、古典的非平衡力学と量子的相互作用の基本的な違いを強調し、量子効果が実際に普遍的な振る舞いを変えることを示す。
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