論文の概要: Dynamics of inhomogeneous spin ensembles with all-to-all interactions:
breaking permutational invariance
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.10746v1
- Date: Tue, 19 Sep 2023 16:44:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-20 13:21:41.659178
- Title: Dynamics of inhomogeneous spin ensembles with all-to-all interactions:
breaking permutational invariance
- Title（参考訳）: 全対相互作用をもつ不均一スピンアンサンブルのダイナミクス:置換不変性を破る
- Authors: Fernando Iemini, Darrick Chang, Jamir Marino
- Abstract要約: スピンアンサンブルのダイナミクスにおける非一様初期条件の導入の結果について検討する。
スピンアンサンブルのダイナミクスは、より拡張性のあるヒルベルト空間にまたがっていることが分かる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 49.1574468325115
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate the consequences of introducing non-uniform initial conditions
in the dynamics of spin ensembles characterized by all-to-all interactions.
Specifically, our study involves the preparation of a set of semi-classical
spin ensembles with varying orientations. Through this setup, we explore the
influence of such non-uniform initial states on the disruption of permutational
invariance. Comparing this approach to the traditional scenario of initializing
with spins uniformly aligned, we find that the dynamics of the spin ensemble
now spans a more expansive effective Hilbert space. This enlargement arises due
to the inclusion of off-diagonal coherences between distinct total angular
momentum subspaces - an aspect typically absent in conventional treatments of
all-to-all spin dynamics. Conceptually, the dynamic evolution can be understood
as a composite of multiple homogeneous sub-ensembles navigating through
constrained subspaces. Notably, observables that are sensitive to the
non-uniformity of initial conditions exhibit discernible signatures of these
off-diagonal coherences. We adopt this fresh perspective to reexamine the
relaxation phenomena exhibited by the Dicke model, as well as a prototypical
example of a boundary time crystal. Intriguingly, ensembles initialized with
inhomogeneous initial conditions can show distinctive behaviors when contrasted
with canonical instances of collective dynamics. These behaviors encompass the
emergence of novel gapless excitations, the manifestation of limit-cycles
featuring dressed frequencies due to superradiance, instances of frequency
locking or beating synchronizations, and even the introduction of ``extra''
dimensions within the dynamics. In closing, we provide a brief overview of the
potential implications of our findings in the context of modern cavity quantum
electrodynamics (QED) platforms.
- Abstract（参考訳）: 全対全相互作用を特徴とするスピンアンサンブルのダイナミクスにおける非一様初期条件の導入結果について検討する。
具体的には,向きの異なる半古典的スピンアンサンブルの組を作成することを含む。
この設定を通して,そのような非一様初期状態が置換不変性の破壊に与える影響を考察する。
このアプローチをスピンを一様に整列する従来のシナリオと比較すると、スピンアンサンブルのダイナミクスはより拡張性のあるヒルベルト空間にまたがっていることが分かる。
この拡大は、異なる全角運動量部分空間間の外対角コヒーレンス(英語版)(off-diagonal coherences)の包含によって生じる。
概念的には、動的進化は制約付き部分空間をナビゲートする複数の均質な部分空間の合成として理解することができる。
特に、初期条件の非一様性に敏感な可観測性は、これらの非対角コヒーレンスの識別可能なシグネチャを示す。
我々は、ディッケモデルによって示される緩和現象を再検討するために、この新しい視点を採用し、境界時間結晶の原型的な例を示している。
興味深いことに、不均質な初期条件で初期化されたアンサンブルは、集団ダイナミクスの標準的な例と対照的に、特徴的な振る舞いを示すことができる。
これらの挙動は、新しいギャップのない励起の出現、超放射による服装の周波数を特徴とするリミットサイクルの出現、周波数ロックや同期のインスタンス、ダイナミックス内での「エクストラ」次元の導入まで含んでいる。
閉会式では、現代の空洞量子電磁力学(QED)プラットフォームにおける研究結果の潜在的意義について概説する。
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