論文の概要: Meson Instability of Quantum Many-body Scars in a 1D Lattice Gauge
Theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.13156v2
- Date: Mon, 14 Aug 2023 07:44:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-15 22:09:16.702501
- Title: Meson Instability of Quantum Many-body Scars in a 1D Lattice Gauge
Theory
- Title（参考訳）: 1次元格子ゲージ理論における量子多体スカーの中間不安定性
- Authors: Zi-Yong Ge, Yu-Ran Zhang, and Franco Nori
- Abstract要約: 1D$mathbbZ$格子ゲージ理論の量子多体散乱における中間子励起の安定性について検討する。
我々の結果は、格子ゲージ理論における量子多体傷の物理学を拡張し、非メメニック状態がエルゴディディディティの破れを示すことを明らかにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We investigate the stability of meson excitations (particle-antiparticle
bound states) in quantum many-body scars of a 1D $\mathbb{Z}_2$ lattice gauge
theory coupled to a dynamical spin-$\frac{1}{2}$ chain as a matter field. By
introducing a string representation of the physical Hilbert space, we express a
scar state $\ket {\Psi_{n,l}}$ as a superposition of all string bases with an
identical string number $n$ and a total length $l$. For the small-$l$ scar
state $\ket {\Psi_{n,l}}$, the gauge-invariant spin exchange correlation
function of the matter field hosts an exponential decay as the distance
increases, indicating the existence of stable mesons. However, for large $l$,
the correlation function exhibits a power-law decay, signaling the emergence of
a meson instability. Furthermore, we show that this mesonic-nonmesonic
crossover can be detected by the quench dynamics, starting from two
low-entangled initial states, respectively, which are experimentally feasible
in quantum simulators. Our results expand the physics of quantum many-body
scars in lattice gauge theories and reveal that the nonmesonic state can also
manifest ergodicity breaking.
- Abstract（参考訳）: 1D$\mathbb{Z}_2$格子ゲージ理論の量子多体散乱における中間子励起(粒子-反粒子境界状態)の安定性を、物質場としての動的スピン-$\frac{1}{2}$鎖に結合して検討する。
物理的ヒルベルト空間の文字列表現を導入することで、スカー状態 $\ket {\psi_{n,l}}$ を同じ文字列番号 $n$ と総長さ $l$ の全ての文字列基底の重ね合わせとして表現する。
小さい-$l$スカー状態$\ket {\psi_{n,l}}$に対して、物質場のゲージ不変スピン交換相関関数は距離が増加するにつれて指数的減衰を保ち、安定中間子の存在を示す。
しかし、大きな l$ の場合、相関関数はパワーロー減衰を示し、中間子不安定性の出現を示唆する。
さらに, このメソニック-非メメソニック交叉は, 量子シミュレータで実験的に実現可能な2つの低絡み合い初期状態から, クエンチダイナミクスによって検出可能であることを示す。
我々の結果は、格子ゲージ理論における量子多体傷の物理学を拡張し、非メメニック状態がエルゴディディディティの破れを示すことを明らかにする。
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