論文の概要: Charge transport, information scrambling and quantum operator-coherence
in a many-body system with U(1) symmetry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.14828v3
- Date: Wed, 30 Nov 2022 16:57:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-21 13:13:28.147763
- Title: Charge transport, information scrambling and quantum operator-coherence
in a many-body system with U(1) symmetry
- Title（参考訳）: U(1)対称性多体系における電荷輸送、情報スクランブル、量子作用素コヒーレンス
- Authors: Lakshya Agarwal, Subhayan Sahu, Shenglong Xu
- Abstract要約: U(1)対称性を持つ量子多体系における結合、電荷、演算子力学の正確な流体力学的記述を導出する。
創発的なSU(4)記述を用いて、U(1)対称性が障害回避後も量子コヒーレンスを持続させることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this work, we derive an exact hydrodynamical description for the coupled,
charge and operator dynamics, in a quantum many-body system with U(1) symmetry.
Using an emergent symmetry in the complex Brownian SYK model with charge
conservation, we map the operator dynamics in the model to the imaginary-time
dynamics of an SU(4) spin-chain. We utilize the emergent SU(4) description to
demonstrate that the U(1) symmetry causes quantum-coherence to persist even
after disorder-averaging, in sharp contrast to models without symmetries. In
line with this property, we write down a 'restricted' Fokker-Planck equation
for the out-of-time ordered correlator (OTOC) in the large-$N$ limit, which
permits a classical probability description strictly in the incoherent sector
of the global operator-space. We then exploit this feature to describe the OTOC
in terms of a Fisher-Kolmogorov-Petrovsky-Piskun (FKPP)-equation which couples
the operator with the charge and is valid at all time-scales and for arbitrary
charge-density profiles. The coupled equations obtained belong to a class of
models also used to describe the population dynamics of bacteria embedded in a
diffusive media. We simulate them to explore operator-dynamics in a background
of non-uniform charge configuration, which reveals that the charge transport
can strongly affect dynamics of operators, including those that have no overlap
with the charge.
- Abstract（参考訳）: 本研究は, u(1)対称性を持つ量子多体系における結合, 電荷, 演算子ダイナミクスの正確な流体力学的記述を導出する。
電荷保存を伴う複素ブラウンシックモデルにおける創発的対称性を用いて、モデル内の作用素ダイナミクスをsu(4)スピンチェーンの虚時ダイナミクスに写像する。
創発的なSU(4)記述を用いて、U(1)対称性が障害回避後の量子コヒーレンスを持続させることを示す。
この性質に従って、時間外順序相関器(OTOC)に対する「制限付き」フォッカー・プランク方程式を大容量N$制限で書き、大域作用素空間の不整合セクターにおいて古典的確率記述を厳密に許す。
この特徴を利用して、演算子と電荷を結合し、全ての時間スケールおよび任意の電荷密度プロファイルに対して有効であるフィッシャー・コルモゴロフ・ペトロフスキー・ピスキン方程式(FKPP)を用いてOTOCを記述する。
得られた結合方程式は、拡散媒質に埋め込まれた細菌の集団動態を記述するためにも用いられるモデルのクラスに属する。
非一様電荷配置の背景にある作用素力学をシミュレートし、電荷輸送が電荷と重なりのない作用素を含む作用素の力学に強い影響を与えることを明らかにした。
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