論文の概要: Quantum chaos in PT symmetric quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.07215v2
- Date: Fri, 2 Aug 2024 10:09:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-05 18:33:20.449872
- Title: Quantum chaos in PT symmetric quantum systems
- Title(参考訳): PT対称量子系における量子カオス
- Authors: Kshitij Sharma, Himanshu Sahu, Subroto Mukerjee,
- Abstract要約: 非エルミート力学系における$mathcalPT$-symmetricと量子カオスの相互作用について検討する。
複素レベル間隔比は3つの位相の全てを区別できることがわかった。
$mathcalPT$-対称性の相では、OTOCはエルミート系で観測されるものに似た振る舞いを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.2530496464901106
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this study, we explore the interplay between $\mathcal{PT}$-symmetry and quantum chaos in a non-Hermitian dynamical system. We consider an extension of the standard diagnostics of quantum chaos, namely the complex level spacing ratio and out-of-time-ordered correlators (OTOCs), to study the $\mathcal{PT}$-symmetric quantum kicked rotor model. The kicked rotor has long been regarded as a paradigmatic dynamic system to study classical and quantum chaos. By introducing non-Hermiticity in the quantum kicked rotor, we uncover new phases and transitions that are absent in the Hermitian system. From the study of the complex level spacing ratio, we locate three regimes -- one which is integrable and $\mathcal{PT}$-symmetry, another which is chaotic with $\mathcal{PT}$-symmetry and a third which is chaotic but with broken $\mathcal{PT}$-symmetry. We find that the complex level spacing ratio can distinguish between all three phases. Since calculations of the OTOC can be related to those of the classical Lyapunov exponent in the semi-classical limit, we investigate its nature in these regimes and at the phase boundaries. In the phases with $\mathcal{PT}$-symmetry, the OTOC exhibits behaviour akin to what is observed in the Hermitian system in both the integrable and chaotic regimes. Moreover, in the $\mathcal{PT}$-symmetry broken phase, the OTOC demonstrates additional exponential growth stemming from the complex nature of the eigenvalue spectrum at later times. We derive the analytical form of the late-time behaviour of the OTOC. By defining a normalized OTOC to mitigate the effects caused by $\mathcal{PT}$-symmetry breaking, we show that the OTOC exhibits singular behaviour at the transition from the $\mathcal{PT}$-symmetric chaotic phase to the $\mathcal{PT}$-symmetry broken, chaotic phase.
- Abstract(参考訳): 本研究では,非エルミート力学系における$\mathcal{PT}$対称性と量子カオスの相互作用について検討する。
量子カオスの標準的な診断、すなわち複素レベル間隔比と時間外順序相関器(OTOC)を拡張して、$\mathcal{PT}$-symmetric 量子キックロータモデルについて検討する。
キックローターは、古典的および量子的カオスを研究するためのパラダイム力学システムとして長い間見なされてきた。
量子キックローターに非ハーミティシティを導入することで、エルミート系に存在しない新しい位相と遷移を明らかにする。
複素レベル間隔比の研究から、積分可能かつ$\mathcal{PT}$対称性(英語版)、$\mathcal{PT}$対称性(英語版)とカオス的であるが$\mathcal{PT}$対称性(英語版)が破れた3つの状態を見つける。
複素レベル間隔比は3つの相を区別できることがわかった。
OTOCの計算は、半古典的極限における古典的リャプノフ指数の計算と関係があるので、これらの状態と位相境界におけるその性質について検討する。
$\mathcal{PT}$-対称性の位相において、OTOCは積分可能およびカオス的状態の両方においてエルミート系で観察されるものに似た振舞いを示す。
さらに、$\mathcal{PT}$-対称性の破れ相において、OTOCは後代の固有値スペクトルの複素性質から生じる追加の指数的成長を示す。
我々はOTOCの深夜動作の分析形式を導出する。
正規化OTOCを定義して、$\mathcal{PT}$-対称性の破れによる影響を軽減することにより、OTOCは$\mathcal{PT}$-対称性のカオス相から$\mathcal{PT}$-対称性の破れ、カオス相への遷移において特異な挙動を示すことを示す。
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