論文の概要: Liouvillian Dynamics of the Open Schwinger Model: String Breaking and Kinetic Dissipation in a Thermal Medium
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.03878v5
- Date: Mon, 16 Sep 2024 02:53:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-18 03:47:44.943642
- Title: Liouvillian Dynamics of the Open Schwinger Model: String Breaking and Kinetic Dissipation in a Thermal Medium
- Title（参考訳）: 開シュウィンガーモデルのリウヴィリア動力学:熱媒質中の弦の破断と運動散逸
- Authors: Kyle Lee, James Mulligan, Felix Ringer, Xiaojun Yao,
- Abstract要約: シュウィンガーモデル内の弦破れ力学を考察し, 熱媒体内部の変形について検討する。
我々はリンドブラッド方程式のリウヴィリアンギャップと系のフォン・ノイマンエントロピーの時間依存性を分析する。
オープンシュウィンガーモデルのリウヴィリア動力学が量子コンピュータ上でどのようにシミュレートできるかを論じる。
- 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: Understanding the dynamics of bound state formation is one of the fundamental questions in confining quantum field theories such as Quantum Chromodynamics (QCD). One hadronization mechanism that has garnered significant attention is the breaking of a string initially connecting a fermion and an anti-fermion. Deepening our understanding of real-time string-breaking dynamics with simpler, lower dimensional models like the Schwinger model can improve our understanding of the hadronization process in QCD and other confining systems found in condensed matter and statistical systems. In this paper, we consider the string-breaking dynamics within the Schwinger model and investigate its modification inside a thermal medium, treating the Schwinger model as an open quantum system coupled to a thermal environment. Within the regime of weak coupling between the system and environment, the real-time evolution of the system can be described by a Lindblad evolution equation. We analyze the Liouvillian gaps of this Lindblad equation and the time dependence of the system's von Neumann entropy. We observe that the late-time relaxation rate decreases as the environment correlation length increases. Moreover, when the environment correlation length is infinite, the system exhibits two steady states, one in each of the sectors with definite charge-conjugation-parity (CP) quantum numbers. For parameter regimes where an initial string breaks in vacuum, we observe a delay of the string breaking in the medium, due to kinetic dissipation effects. Conversely, in regimes where an initial string remains intact in vacuum time evolution, we observe string breaking (melting) in the thermal medium. We further discuss how the Liouvillian dynamics of the open Schwinger model can be simulated on quantum computers and provide an estimate of the associated Trotter errors.
- Abstract（参考訳）: 境界状態形成の力学を理解することは、量子クロモダイナミックス(QCD)のような量子場理論の収束における基本的な問題の一つである。
重要な注目を集めたハドロン化機構の1つは、最初にフェルミオンと反フェルミオンを接続する弦の破断である。
シュウィンガーモデルのようなより単純で低次元のモデルでリアルタイムの弦破れ力学の理解を深めることにより、凝縮物質や統計システムで見られるQCDやその他の凝縮系におけるハドロン化過程の理解を深めることができる。
本稿では、Schwingerモデル内の弦破れ力学を考察し、熱媒質内での変化を考察し、Schwingerモデルを熱環境に結合したオープン量子システムとして扱う。
システムと環境の弱い結合状態の中で、システムのリアルタイム進化はリンドブラッド進化方程式によって記述できる。
このリンドブラッド方程式のリウヴィリアンギャップと系のフォン・ノイマンエントロピーの時間依存性を解析する。
環境相関長の増大に伴い, 遅延緩和速度が低下することが観察された。
さらに、環境相関長が無限の場合、系は2つの定常状態を示す。
初期弦が真空中で破れてしまうパラメータ状態に対しては, 速度論的散逸の影響により, 媒体内の弦の破れの遅れが観察される。
逆に、真空時間進化において初期弦がそのまま残る状態においては、熱媒体内の弦の破れ(融解)が観察される。
さらに、オープンシュウィンガーモデルのリウヴィリア動力学が量子コンピュータ上でどのようにシミュレートできるかを議論し、関連するトロッター誤差を推定する。
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