論文の概要: Universal dynamics of the entropy of work distribution in spinor Bose-Einstein condensates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.05921v2
- Date: Tue, 9 Jul 2024 12:30:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-11 00:11:18.078579
- Title: Universal dynamics of the entropy of work distribution in spinor Bose-Einstein condensates
- Title（参考訳）: スピノルボース-アインシュタイン凝縮体における仕事分布のエントロピーの普遍力学
- Authors: Zhen-Xia Niu,
- Abstract要約: 量子多体系における作業分布のQPTが$P(W)$に与える影響を分析する。
エントロピーの進化において、$tau$の関数として3つの異なる領域が見つかる。
本研究は,作業分布のエントロピーが臨界力学の理解に有用であることを検証した。
- 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: Driving a quantum many-body system across the quantum phase transition (QPT) in the finite time has been concerned in different branches of physics to explore various fundamental questions. Here, we analyze how the underlying QPT affects the work distribution $P(W)$, when the control parameter of a ferromagnetic spinor Bose-Einstein condensates is tuned through the critical point in the finite time. We show that the work distribution undergoes a dramatic change with increasing the driving time $\tau$. To capture the characteristics of the work distribution, we analyze the entropy of $P(W)$ and find three different regions in the evolution of entropy as a function of $\tau$. Specifically, the entropy is insensitive to the driving time in the region of very short $\tau$, while it exhibits a universal power-law decay in the region with intermediate value of $\tau$. In particular, the power-law scaling of the entropy is according with the well-known Kibble-Zurek mechanism. For the region with large $\tau$, the validity of the adiabatic perturbation theory leads to the entropy decay as $\tau^{-2}\ln\tau$. Our results verify the usefulness of the entropy of the work distribution for understanding the critical dynamics and provide an alternative way to experimentally study nonequilibrium properties in quantum many-body systems.
- Abstract（参考訳）: 量子相転移(QPT)を有限時間で超える量子多体系(英語版)を駆動することは、物理学の様々な分野において、様々な基本的な問題を探究するために懸念されてきた。
ここでは, 強磁性スピノルBose-Einstein凝縮体の制御パラメータが有限時間における臨界点を通して調整されるとき, 基礎となるQPTが作業分布にどう影響するかを解析する。
ワークディストリビューションは、ドライブタイムを$\tau$に増やすことで、劇的な変化を経験していることが示されています。
作業分布の特徴を捉えるために、$P(W)$のエントロピーを分析し、$\tau$の関数としてエントロピーの進化における3つの異なる領域を求める。
具体的には、エントロピーは非常に短い$\tau$の領域の駆動時間に敏感であるが、中間値$\tau$の領域において普遍的なパワーロー減衰を示す。
特にエントロピーのパワー・ロースケーリングは、よく知られたキブル・ズレック機構に従っている。
大きな$\tau$を持つ領域では、断熱摂動理論の妥当性は$\tau^{-2}\ln\tau$としてエントロピー崩壊をもたらす。
本研究は, 臨界力学を理解するための作業分布のエントロピーの有用性を検証するとともに, 量子多体系における非平衡特性を実験的に研究するための代替手段を提供するものである。
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