論文の概要: Evolution of entanglement entropy in strongly correlated bosons in an optical lattice

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.13340v3
• Date: Thu, 6 Oct 2022 10:26:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-25 00:21:04.770709
• Title: Evolution of entanglement entropy in strongly correlated bosons in an optical lattice
• Title（参考訳）: 光格子中の強相関ボソンにおける絡み合いエントロピーの進化
• Authors: Shion Yamashika, Daichi Kagamihara, Ryosuke Yoshii, Shunji Tsuchiya
• Abstract要約: 急激なクエンチにより誘起される1次元光学格子におけるボソンの絡み合いエントロピーの時間発展について検討した。 この状態の低エネルギー励起状態は、ドーブロンやホロンとして知られるフェルミオン準粒子によって効果的に説明できる。
• 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 study the time evolution of entanglement entropy of bosons in a one-dimensional optical lattice induced by a sudden quench of the hopping amplitude $J$. We consider the system being quenched into the deep Mott-insulating (MI) regime, i.e., $J/U\ll 1$ ($U$ is the strength of the on-site repulsive interaction), from the product state with individual boson isolated in each lattice site. The low-energy excited states in this regime can be effectively described by fermionic quasiparticles known as doublons and holons. Developing the effective theory, we analytically calculate the time evolution of the second-order R\'enyi entropy (RE) for a subsystem and propose a quasiparticle picture for the time evolution of the RE based on the obtained analytic expressions. Doublons and holons are excited by the quench as entangled pairs that propagate with the velocity $v_{\rm pair}=6J$. The RE reflects the population of doublon-holon pairs that span the boundary of the subsystem. In the short-time scale [$Jt/\hbar=\mathcal{O}({1})$], the RE exhibits the rapid oscillations with the frequency $U/\hbar$, while in the long-time scale ($Jt/\hbar\gg 1$) the RE grows linearly in time until the pair spreads beyond the size of the subsystem and the RE saturates to a constant. We find that doublon-holon pairs are emitted periodically in time after the quench and those emitted at $t>0$ explain the smooth transition between the linear growth and the saturation of the RE.
• Abstract（参考訳）: 急激なホッピング振幅のクエンチによって誘導される1次元光学格子におけるボソンの絡み合いエントロピーの時間発展について検討した。 このシステムは, 各格子で分離された個々のボソンを持つ生成物状態から, 深いモット絶縁(MI)体制,すなわち$J/U\ll 1$(U$はオンサイト反発相互作用の強さである)に焼き上げられていると考える。 この状態の低エネルギー励起状態は、ドーブロンやホロンとして知られるフェルミオン準粒子によって効果的に説明できる。 有効理論を考案し,サブシステムに対する第2次r\'enyiエントロピー(re)の時間発展を解析的に計算し,得られた解析式に基づいてreの時間発展のための準粒子画像を提案する。 デュボロンとホロンは、速度 $v_{\rm pair}=6j$で伝播する絡み合ったペアとしてクエンチによって励起される。 REは、サブシステムの境界にまたがるダブルロン-ホロン対の集団を反映している。 短時間スケール [$Jt/\hbar=\mathcal{O}({1})$] では、REは周波数$U/\hbar$で急激な振動を示すが、長時間スケール($Jt/\hbar\gg 1$)では、REは、サブシステムのサイズを超えてREが飽和するまで線形に成長する。 ドブロン-ホロン対はクエンチ後に周期的に放出され、$t>0$で放出されるものはREの線形成長と飽和の間の滑らかな遷移を説明する。

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