論文の概要: Many-body quantum chaos in stroboscopically-driven cold atoms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.03840v2
- Date: Thu, 13 Jul 2023 18:34:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-17 17:28:42.357980
- 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, H. R. Sadeghpour
- Abstract要約: 量子カオス系では、スペクトル形成因子(SFF)はランダム行列理論(RMT)に従うことが知られている。
我々は,SFFにおける「バンプ・ランプ・プラトー」の挙動を,多くのパラダイム的,分光学的に駆動される1次元低温原子モデルに対して示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In quantum chaotic systems, the spectral form factor (SFF), defined as the
Fourier transform of the two-level spectral correlation function, is known to
follow random matrix theory (RMT), namely a 'ramp' followed by a 'plateau' in
sufficiently late times. Recently, a generic early-time deviation from the RMT
behavior, which we call the 'bump', was 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 and stroboscopically-driven 1D cold atom
models: (i) Bose-Hubbard model, (ii) spin$-1/2$ Bose-Hubbard model, and (iii)
nonintegrable spin-$1$ condensate with contact or dipolar interactions. We find
that the scaling of the many-body Thouless time $t_{\textrm{Th}}$ -- the onset
of RMT -- , and the bump amplitude are more sensitive to variations in atom
number than the lattice size regardless of the hyperfine structure, the
symmetry classes, or the choice of driving protocol. Moreover,
$t_{\textrm{Th}}$ scaling and the increase of the bump amplitude in atom number
are significantly slower in spinor gases than interacting bosons in 1D optical
lattices, demonstrating the role of locality. We obtain universal scaling
functions of SFF which suggest power-law behavior for the bump regime in
quantum chaotic cold-atom systems, and propose an interference measurement
protocol.
- Abstract（参考訳）: 量子カオス系では、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、乱数行列理論(rmt)、すなわち「ランプ」、そして十分遅い時間で「プラトー」に従うことが知られている。
近年, ランダム量子回路やスピンチェーンにおいて, 多体量子カオス系の玩具モデルとして, バンプと呼ばれるRTT挙動からの一般の早期偏差が見られた。
ここでは,sffにおける'bump-ramp-plateau'挙動の存在を,様々なパラダイムモデルおよびストロボスコピック駆動型1次元コールドアトムモデルで実証する。
(i)Bose-Hubbardモデル
(ii)スピン$-1/2のボース=ハバード模型、及び
(iii)非可積分スピン-$1$凝縮と接触または双極子相互作用
多体thouless time $t_{\textrm{th}}$ -- rmtの開始 -- のスケーリングとバンプ振幅は、超微細構造、対称性クラス、あるいは駆動プロトコルの選択に関わらず、格子サイズよりも原子数の変化に敏感である。
さらに, 1次元光学格子内の相互作用ボソンよりも,$t_{\textrm{th}}$のスケーリングと原子数のバンプ振幅の増加は,スピノールガスにおいて著しく遅く,局所性の役割が示される。
量子カオスコールド原子系におけるバンプレジームのパワーロー挙動を示唆するsffの普遍的スケーリング関数を求め、干渉測定プロトコルを提案する。
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