論文の概要: From ergodicity to Stark many-body localization in spin chains with
single-ion anisotropy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.03111v1
- Date: Sat, 6 Jan 2024 02:54:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-09 20:37:26.301365
- Title: From ergodicity to Stark many-body localization in spin chains with
single-ion anisotropy
- Title（参考訳）: 単イオン異方性スピン鎖におけるエルゴーディティからスターク多体局在へ
- Authors: M. G. Sousa, Rafael F. P. Costa, G. D. de Moraes Neto, and E. Vernek
- Abstract要約: 本研究は、Magumdar-Ghoshモデル内で$Sgeq 1/2$のスピン鎖のダイナミクスを探求する。
正確な数値対角化を用いることで、ほぼ一定段階の磁場が熱化を抑制することを明らかにした。
その結果, 単イオン異方性の存在だけでは, システム内の熱化を防げることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The principles of ergodicity and thermalization constitute the foundation of
statistical mechanics, positing that a many-body system progressively loses its
local information as it evolves. Nevertheless, these principles can be
disrupted when thermalization dynamics lead to the conservation of local
information, as observed in the phenomenon known as many-body localization.
Quantum spin chains provide a fundamental platform for exploring the dynamics
of closed interacting quantum many-body systems. This study explores the
dynamics of a spin chain with $S\geq 1/2$ within the Majumdar-Ghosh model,
incorporating a non-uniform magnetic field and single-ion anisotropy. Through
the use of exact numerical diagonalization, we unveil that a nearly
constant-gradient magnetic field suppress thermalization, a phenomenon termed
Stark many-body localization (SMBL), previously observed in $S=1/2$ chains.
Furthermore, our findings reveal that the sole presence of single-ion
anisotropy is sufficient to prevent thermalization in the system.
Interestingly, when the magnitudes of the magnetic field and anisotropy are
comparable, they compete, favoring delocalization. Despite the potential
hindrance of SMBL by single-ion anisotropy in this scenario, it introduces an
alternative mechanism for localization. Our interpretation, considering local
energetic constraints and resonances between degenerate eigenstates, not only
provides insights into SMBL but also opens avenues for future experimental
investigations into the enriched phenomenology of disordered free localized
$S\geq 1/2$ systems.
- Abstract（参考訳）: エルゴディシティと熱化の原理は統計力学の基礎であり、多体系は進化するにつれて局所的な情報を失うことを仮定している。
しかしながら、これらの原理は、多体局在と呼ばれる現象で観察されるように、熱化ダイナミクスが局所情報の保存に繋がるときに破壊される。
量子スピン鎖は閉相互作用量子多体系の力学を探索するための基礎的なプラットフォームを提供する。
本研究では,非一様磁場と単イオン異方性を考慮したマゼンダー・ゴッシュ模型におけるスピンチェーンの動力学について検討する。
厳密な数値対角化を用いて、ほぼ一定の勾配の磁場が熱化を抑制する現象としてスターク多体局在 (smbl) があり、以前は$s=1/2$チェーンで観測されていた。
さらに, 単イオン異方性の存在だけでは, システム内の熱化を防げることがわかった。
興味深いことに、磁場と異方性の大きさが等しい場合、それらは非局在化を好む。
このシナリオでは、単一イオン異方性によるsmblの潜在的な障害にもかかわらず、局在化のための別のメカニズムを導入する。
我々の解釈は、退化固有状態間の局所的なエネルギー的制約と共鳴を考慮すると、SMBLに関する洞察を提供するだけでなく、障害のある自由局所化$S\geq 1/2$系の豊かな現象論に関する将来の実験的研究の道を開く。
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