論文の概要: Non-Gaussian dynamics of quantum fluctuations and mean-field limit in
open quantum central spin systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.15547v1
- Date: Wed, 24 May 2023 20:23:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-26 18:40:04.822845
- Title: Non-Gaussian dynamics of quantum fluctuations and mean-field limit in
open quantum central spin systems
- Title（参考訳）: 開量子中心スピン系における量子揺らぎと平均場限界の非ゲージ力学
- Authors: Federico Carollo
- Abstract要約: 中心スピンが選択され、他の全ての浴室スピンと非局所的に相互作用する量子スピン系を研究する。
我々の研究は、中心スピン系の異なる力学状態の基本的な理解を提供する。
これは一般に開量子多体系に関係しうる非平均場理論を強調している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We consider quantum spin systems in which a central spin is singled out and
interacts nonlocally with all other bath spins. These systems show complex
stationary phenomena and very distinct dynamical regimes which, despite the
collective nature of the interaction, are still largely not understood. Here,
we derive exact analytical results on the emergent dynamical behavior of open
quantum central spin systems. The latter crucially depends on the scaling of
the interaction strength with the bath size. For scalings with the inverse
square root of the bath size (typical of one-to-many interactions), the system
behaves, in the thermodynamic limit, as an open quantum (spin-boson)
Jaynes-Cummings model, whose bosonic mode encodes the quantum fluctuations of
the bath spins. In this regime, non-Gaussian correlations are dynamically
generated and persist at stationarity. For scalings with the inverse bath size,
the emergent dynamics is instead of mean-field type. Our work provides a
fundamental understanding of the different dynamical regimes of central spin
systems and opens up the possibility of efficiently exploring their
nonequilibrium behavior. It further highlights a non-mean-field theory that may
become relevant for open quantum many-body systems in general.
- Abstract（参考訳）: 中心スピンが選択され、他の全てのバススピンと非局所的に相互作用する量子スピン系を考える。
これらの系は複雑な定常現象を示し、相互作用の集団的性質にもかかわらず、いまだにほとんど理解されていない非常に異なる動的レジームを示す。
ここでは、開量子中心スピン系の創発的動的挙動に関する正確な解析結果を得る。
後者は、相互作用強度と浴槽の大きさのスケーリングに大きく依存する。
浴の大きさの逆2乗根(典型的には1対多の相互作用)を持つスケーリングの場合、このシステムは熱力学の極限において、開量子(スピン-ボソン)Jaynes-Cummingsモデルとして振る舞う。
この状態において、非ガウス相関は動的に生成され、定常で持続する。
逆浴サイズのスケーリングでは、創発ダイナミクスは平均場型ではなく、平均場型である。
我々の研究は、中心スピン系の異なる力学状態の基本的な理解を提供し、それらの非平衡挙動を効率的に探索する可能性を開く。
さらに、一般のオープン量子多体系に関係しうる非平均場理論を強調している。
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