論文の概要: A Cold-Atom Particle Collider
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.05489v1
- Date: Wed, 10 Jan 2024 19:00:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-13 02:20:58.127989
- Title: A Cold-Atom Particle Collider
- Title（参考訳）: コールド原子粒子衝突装置
- Authors: Guo-Xian Su, Jesse Osborne, Jad C. Halimeh
- Abstract要約: 我々は,1+1$D$mathrmU(1)$格子ゲージ理論のためのコールド原子量子シミュレータにおける粒子衝突実験を提案する。
基本粒子および複合粒子の移動波パケットの衝突を数値的に評価する。
我々の研究は、ゲージ理論の最先端量子シミュレータにおける衝突力学の実験研究への道を開くものである。
- 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: A major objective of the strong ongoing drive to realize quantum simulators
of gauge theories is achieving the capability to probe collider-relevant
physics on them. In this regard, a highly pertinent and sought-after
application is the controlled collisions of elementary and composite particles,
as well as the scattering processes in their wake. Here, we propose
particle-collision experiments in a cold-atom quantum simulator for a $1+1$D
$\mathrm{U}(1)$ lattice gauge theory with a tunable topological $\theta$-term,
where we demonstrate an experimentally feasible protocol to impart momenta to
elementary (anti)particles and their meson composites. We numerically benchmark
the collisions of moving wave packets for both elementary and composite
particles, uncovering a plethora of rich phenomena, such as oscillatory string
dynamics in the wake of elementary (anti)particle collisions due to
confinement. We also probe string inversion and entropy production processes
across Coleman's phase transition through far-from-equilibrium quenches. We
further demonstrate how collisions of composite particles unveil their internal
structure. Our work paves the way towards the experimental investigation of
collision dynamics in state-of-the-art quantum simulators of gauge theories,
and sets the stage for microscopic understanding of collider-relevant physics
in these platforms.
- Abstract（参考訳）: ゲージ理論の量子シミュレータを実現するための強い推進の主な目的は、衝突子関係物理学を観測する能力を達成することである。
この点において、高親密かつ追求された応用は、初等粒子と複合粒子の制御された衝突と、その進行における散乱過程である。
本稿では,1+1$D$\mathrm{U}(1)$ gauge theory with a tunable topological $\theta$-termに対するコールド原子量子シミュレータにおける粒子衝突実験について述べる。
本研究では, 基本粒子と複合粒子の両方の移動波パケットの衝突を数値的に評価し, 閉じ込めによる粒子衝突による発振弦のダイナミクスなど, 豊富な現象の多元性を明らかにする。
また,コールマンの相転移における弦反転とエントロピー生成過程についても検討した。
さらに, 複合粒子の衝突が内部構造を明らかにする。
我々の研究は、ゲージ理論の最先端量子シミュレータにおける衝突ダイナミクスの実験的研究への道を開き、これらのプラットフォームにおける衝突子関係物理学の微視的理解の段階を定めている。
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