論文の概要: Universality in driven open quantum matter
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.03073v1
- Date: Tue, 5 Dec 2023 19:00:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-07 17:19:47.196648
- Title: Universality in driven open quantum matter
- Title（参考訳）: オープン量子物質における普遍性
- Authors: Lukas M. Sieberer, Michael Buchhold, Jamir Marino, and Sebastian Diehl
- Abstract要約: 普遍性(University)は、様々な自由度を持つシステムにおいて質的かつ定量的な予測を可能にする強力な概念である。
ここでは、非平衡定常状態の特定のクラスにおける、開量子物質(英語版)の表現に焦点を当てる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Universality is a powerful concept, which enables making qualitative and
quantitative predictions in systems with extensively many degrees of freedom.
It finds realizations in almost all branches of physics, including in the realm
of nonequilibrium systems. Our focus here is on its manifestations within a
specific class of nonequilibrium stationary states: driven open quantum matter.
Progress in this field is fueled by a number of uprising platforms ranging from
light-driven quantum materials over synthetic quantum systems like cold atomic
gases to the functional devices of the noisy intermediate scale quantum era.
These systems share in common that, on the microscopic scale, they obey the
laws of quantum mechanics, while detailed balance underlying thermodynamic
equilibrium is broken due to the simultaneous presence of Hamiltonian unitary
dynamics and nonunitary drive and dissipation. The challenge is then to connect
this microscopic physics to macroscopic observables, and to identify universal
collective phenomena that uniquely witness the breaking of equilibrium
conditions, thus having no equilibrium counterparts. In the framework of a
Lindblad-Keldysh field theory, we discuss on the one hand the principles
delimiting thermodynamic equilibrium from driven open stationary states, and on
the other hand show how unifying concepts such as symmetries, the purity of
states, and scaling arguments are implemented. We then present instances of
universal behavior structured into three classes: new realizations of
paradigmatic nonequilibrium phenomena, including a survey of first experimental
realizations; novel instances of nonequilibrium universality found in these
systems made of quantum ingredients; and genuinely quantum phenomena out of
equilibrium, including in fermionic systems. We also discuss perspectives for
future research on driven open quantum matter.
- Abstract（参考訳）: 普遍性は強力な概念であり、多くの自由度を持つシステムにおいて質的かつ定量的な予測を可能にする。
これは、非平衡系を含む物理学のほとんど全ての分野において実現される。
ここでの焦点は、非平衡定常状態の特定のクラスにおけるその表出である:駆動的開量子物質である。
この分野の進展は、冷原子ガスのような合成量子システム上の光駆動量子材料から、ノイズの多い中間スケール量子時代の機能装置に至るまで、多くの蜂起プラットフォームによって加速されている。
これらの系は、微視的なスケールでは量子力学の法則に従うが、ハミルトンユニタリダイナミクスと非ユニタリ駆動と散逸が同時に存在するため、熱力学的平衡の詳細なバランスが崩れている。
課題は、この微視的な物理学をマクロ的な観測物に結びつけることであり、平衡状態の破れをユニークに目撃する普遍的な集合現象を同定することであり、したがって平衡状態が存在しないことである。
リンドブラッド・ケルディシュ場の理論の枠組みでは、駆動された定常状態から熱力学平衡を導出する原理について論じ、一方、対称性、状態の純度、スケーリング論といった統一概念がどのように実装されているかを示す。
次に、最初の実験的実現のサーベイを含むパラダイム的非平衡現象の新しい実現、これらの系で量子成分から作られる非平衡普遍性の新たな事例、フェルミオン系を含む平衡から真に量子現象の3つのクラスに構成された普遍的挙動の例を示す。
オープン量子物質に関する今後の研究の展望についても論じる。
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