論文の概要: Many-body quantum chaos in stroboscopically-driven cold atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.03840v1
- Date: Fri, 7 Oct 2022 22:27:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-23 07:57:18.796973
- Title: Many-body quantum chaos in stroboscopically-driven cold atoms
- Title（参考訳）: ストロボスコピック駆動冷却原子における多体量子カオス
- Authors: Ceren B. Dag, Simeon I. Mistakidis, Amos Chan, Hossein R. Sadeghpour
- Abstract要約: スペクトル形成因子(SFF)における「バンプ・ランプ・プラトー」の挙動について述べる。
スケーリングとバンプ振幅は、システムサイズよりも原子番号の変化に敏感です。
実験室でSFFを探索するための干渉計測プロトコルを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Seeking signatures of quantum chaos in experimentally realizable many-body
systems is of vigorous interest. In such systems, the spectral form factor
(SFF), defined as the Fourier transform of two-level spectral correlation
function, is known to exhibit random matrix theory (RMT) behaviors, namely a
'ramp' followed by a 'plateau' in sufficiently late time. Recently, a generic
early-time deviation from the RMT behavior, which we call the 'bump', has been
shown to exist in random quantum circuits and spin chains as toy models for
many-body quantum chaotic systems. Here we demonstrate the existence of the
'bump-ramp-plateau' behavior in the SFF for a number of paradigmatic,
stroboscopically-driven cold atom models of interacting bosons in optical
lattices and spinor condensates. We find that the scaling of the many-body
Thouless time $t_{\text{Th}}$ -- the time of the onset of the (RMT) ramp
behavior -- and the increase of the bump amplitude in atom number are
significantly slower in (effectively 0D) chaotic spinor gases than in 1D
optical lattices, demonstrating the role of locality in many-body quantum
chaos. Moreover, $t_{\text{Th}}$ scaling and the bump amplitude are more
sensitive to variations in atom number than the system size regardless of the
hyperfine structure, the symmetry classes, or the choice of the driving
protocol. We obtain scaling functions of SFF which suggest power-law behavior
for the bump regime in quantum chaotic cold-atom systems. Finally, we propose
an interference measurement protocol to probe SFF in the laboratory.
- Abstract（参考訳）: 実験的に実現可能な多体系における量子カオスのシグネチャを探すことは活発な関心事である。
そのようなシステムでは、2段階のスペクトル相関関数のフーリエ変換として定義されるスペクトル形式因子(sff)は、十分遅い時間でランダム行列理論(rmt)の振る舞い、すなわち「ランプ」と「プラトー」を示すことが知られている。
最近では、ランダム量子回路やスピンチェーンにおいて、RTTの挙動からの一般的な早期偏差が、多体量子カオス系の玩具モデルとして存在することが示されている。
ここでは,光学格子およびスピノル凝縮体における相互作用ボソンの多くのパラダイム的,ストロボスコピック駆動の低温原子モデルに対して,sffにおける「バンプ・ランプ・プラトー」挙動の存在を実証する。
多体thouless time $t_{\text{th}}$ -- (rmt)ランプの振る舞いの開始時刻 -- のスケーリングと原子数のバンプ振幅の増加は、1次元光学格子よりも(効果的に0d)カオススピノールガスにおいて著しく遅く、多体量子カオスにおける局所性の役割を示している。
さらに、$t_{\text{th}}$ スケーリングとバンプ振幅は、超微細構造、対称性クラス、または駆動プロトコルの選択にかかわらず、システムサイズよりも原子数の変化に敏感である。
量子カオス型冷原子系におけるバンプ状態に対するパワー則挙動を示唆するSFFのスケーリング関数を得る。
最後に,実験室でSFFを探索するための干渉計測プロトコルを提案する。
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