論文の概要: Quantum reaction-limited reaction-diffusion dynamics of annihilation
processes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.06944v2
- Date: Thu, 28 Dec 2023 18:35:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-29 23:16:20.185799
- Title: Quantum reaction-limited reaction-diffusion dynamics of annihilation
processes
- Title（参考訳）: 消滅過程の量子反応制限反応拡散ダイナミクス
- Authors: Gabriele Perfetto, Federico Carollo, Juan P. Garrahan, Igor Lesanovsky
- Abstract要約: 本研究では, 1次元格子に連続的にホップするフェルミオン粒子の量子反応拡散ダイナミクスについて検討する。
散逸過程は、ペア2Aから空集合$、三重項3Aから空集合$、四重項4Aから空集合$の損失を含む。
- 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 quantum reaction-diffusion dynamics of fermionic particles
which coherently hop in a one-dimensional lattice and undergo annihilation
reactions. The latter are modelled as dissipative processes which involve
losses of pairs $2A \to \emptyset$, triplets $3A \to \emptyset$, and
quadruplets $4A \to \emptyset$ of neighbouring particles. When considering
classical particles, the corresponding decay of their density in time follows
an asymptotic power-law behavior. The associated exponent in one dimension is
different from the mean-field prediction whenever diffusive mixing is not too
strong and spatial correlations are relevant. This specifically applies to
$2A\to \emptyset$, while the mean-field power-law prediction just acquires a
logarithmic correction for $3A \to \emptyset$ and is exact for $4A \to
\emptyset$. A mean-field approach is also valid, for all the three processes,
when the diffusive mixing is strong, i.e., in the so-called reaction-limited
regime. Here, we show that the picture is different for quantum systems. We
consider the quantum reaction-limited regime and we show that for all the three
processes power-law behavior beyond mean field is present as a consequence of
quantum coherences, which are not related to space dimensionality. The decay in
$3A\to \emptyset$ is further, highly intricate, since the power-law behavior
therein only appears within an intermediate time window, while at long times
the density decay is not power-law. Our results show that emergent critical
behavior in quantum dynamics has a markedly different origin, based on quantum
coherences, to that applying to classical critical phenomena, which is,
instead, solely determined by the relevance of spatial correlations.
- Abstract（参考訳）: 本研究では, 一次元格子に連続的にホップし, 消滅反応を行うフェルミオン粒子の量子反応拡散ダイナミクスについて検討する。
後者は、ペア2A \to \emptyset$、三重項3A \to \emptyset$、四重項4A \to \emptyset$の損失を含む散逸過程としてモデル化される。
古典的粒子を考えると、それらの密度の時間的減衰は漸近的パワーロー挙動に従う。
1次元における関連する指数は、拡散混合が強すぎて空間相関が関係しない場合の平均場予測とは異なる。
これは特に$a\to \emptyset$に当てはまるが、平均場パワーロー予測は$3a \to \emptyset$の対数補正を取得し、$4a \to \emptyset$に正確である。
平均場アプローチは、拡散混合が強い場合、いわゆる反応制限レジームにおいて、すべての3つの過程において有効である。
ここでは、量子系では図が違うことを示します。
我々は, 量子反応制限理論を考察し, 平均場を超えた3つの過程すべてにおいて, 空間次元とは無関係な量子コヒーレンスの結果としてパワーロー挙動が存在することを示した。
3A\to \emptyset$ の崩壊はさらに複雑であり、これはパワー・ローの振る舞いが中間の時間窓にしか現れないのに対して、密度の減衰はパワー・ローではないからである。
量子力学における創発的臨界挙動は、量子コヒーレンスに基づいて明らかに異なる起源を持ち、古典的臨界現象に適用することは、空間的相関の関連性によってのみ決定される。
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