論文の概要: Emergent Topology in Many-Body Dissipative Quantum Matter

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.14640v3
• Date: Sat, 22 Jun 2024 09:39:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-26 02:42:42.811093
• Title: Emergent Topology in Many-Body Dissipative Quantum Matter
• Title（参考訳）: 多体散逸量子物質における創発的トポロジー
• Authors: Antonio M. García-García, Lucas Sá, Jacobus J. M. Verbaarschot, Can Yin,
• Abstract要約: 擬エルミート多体量子系の散逸ダイナミクスについて検討する。 我々は、それらが普遍的であることを示す幅広いパラメータについて、同じトポロジ的特徴を見出した。 浴への弱いカップリングの限界において、トポロジカルモードは平衡へのアプローチを支配している。
• 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: The identification, description, and classification of topological features is an engine of discovery and innovation in several fields of physics. This research encompasses a broad variety of systems, from the integer and fractional Chern insulators in condensed matter, to protected states in complex photonic lattices in optics, and the structure of the QCD vacuum. Here, we introduce another playground for topology: the dissipative dynamics of pseudo-Hermitian many-body quantum systems. For that purpose, we study two different systems, the dissipative Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) model, and a quantum chaotic dephasing spin chain. For the two different many-body models, we find the same topological features for a wide range of parameters suggesting that they are universal. In the SYK model, we identify four universality classes, related to pseudo-Hermiticity, characterized by a rectangular block representation of the vectorized Liouvillian that is directly related to the existence of an anomalous trace of the unitary operator implementing fermionic exchange. As a consequence of this rectangularization, we identify a topological index $\nu$ that only depends on symmetry. Another distinct consequence of the rectangularization is the observation, for any coupling to the bath, of purely real topological modes in the Liouvillian. The level statistics of these real modes agree with that of the corresponding random matrix ensemble and therefore can be employed to characterize the four topological symmetry classes. In the limit of weak coupling to the bath, topological modes govern the approach to equilibrium, which may enable a direct path for experimental confirmation of topology in dissipative many-body quantum chaotic systems.
• Abstract（参考訳）: トポロジカル特徴の同定、記述、分類は、物理学のいくつかの分野における発見と革新のエンジンである。 この研究は、凝縮物質中の整数および分数チャーン絶縁体から光学における複雑なフォトニック格子における保護状態、QCD真空の構造まで幅広いシステムを含む。 ここでは、擬エルミート多体量子系の散逸ダイナミクスという、トポロジーの別の遊び場を紹介する。 そこで我々は,散逸型Sachdev-Ye-Kitaev(SYK)モデルと量子カオスデファスリングスピン鎖の2つの異なるシステムについて検討した。 2つの異なる多体モデルに対して、それらが普遍的であることを示す幅広いパラメータの位相的特徴を求める。 SYKモデルでは、フェルミオン交換を行うユニタリ作用素の異常なトレースの存在に直接関係するベクトル化されたリウビリアンの長方形ブロック表現によって特徴づけられる擬ハーミティティーに関連する4つの普遍性クラスを同定する。 この長方形化の結果、対称性にのみ依存する位相指標 $\nu$ が特定される。 矩形化のもう1つの顕著な結果として、入浴へのカップリングについて、リウヴィリアの純粋に実位相モードの観測がある。 これらの実モードのレベル統計は対応するランダム行列のアンサンブルと一致し、4つの位相対称性クラスを特徴づけるために用いられる。 浴への弱いカップリングの限界において、トポロジカルモードは平衡へのアプローチを制御し、散逸性多体量子カオス系におけるトポロジの実験的な確認を可能にする。

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