論文の概要: Bound-state confinement after trap-expansion dynamics in integrable systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.17623v2
• Date: Fri, 04 Oct 2024 07:57:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-07 15:06:01.567245
• Title: Bound-state confinement after trap-expansion dynamics in integrable systems
• Title（参考訳）: 可積分系におけるトラップ膨張ダイナミクス後の境界状態閉じ込め
• Authors: Leonardo Biagetti, Vincenzo Alba,
• Abstract要約: スピン-1/2$異方性ハイゼンベルク鎖(XXZ$鎖)における有界輸送の研究 流体力学では、相互作用が十分に強い場合、境界状態は初期領域に留まる。 閉じ込めのフィンガープリントは局所スピン射影作用素の時空プロファイルで見ることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Integrable systems possess stable families of quasiparticles, which are composite objects (bound states) of elementary excitations. Motivated by recent quantum computer experiments, we investigate bound-state transport in the spin-$1/2$ anisotropic Heisenberg chain ($XXZ$ chain). Specifically, we consider the sudden vacuum expansion of a finite region $A$ prepared in a non-equilibrium state. In the hydrodynamic regime, if interactions are strong enough, bound states remain confined in the initial region. Bound-state confinement persists until the density of unbound excitations remains finite in the bulk of $A$. Since region $A$ is finite, at asymptotically long times bound states are "liberated" after the "evaporation" of all the unbound excitations. Fingerprints of confinement are visible in the space-time profiles of local spin-projection operators. To be specific, here we focus on the expansion of the $p$-N\'eel states, which are obtained by repetition of a unit cell with $p$ up spins followed by $p$ down spins. Upon increasing $p$, the bound-state content is enhanced. In the limit $p\to\infty$ one obtains the domain-wall initial state. We show that for $p<4$, only bound states with $n>p$ are confined at large chain anisotropy. For $p\gtrsim 4$, also bound states with $n=p$ are confined, consistent with the absence of transport in the limit $p\to\infty$. The scenario of bound-state confinement leads to a hierarchy of timescales at which bound states of different sizes are liberated, which is also reflected in the dynamics of the von Neumann entropy.
• Abstract（参考訳）: 可積分系は、基本励起の合成対象(有界状態)である準粒子の安定族を有する。 最近の量子コンピュータの実験により、スピン-1/2$の異方性ハイゼンベルク鎖(XXZ$鎖)の有界輸送について研究した。 具体的には、非平衡状態において準備された有限領域$A$の急激な真空膨張を考える。 流体力学では、相互作用が十分に強い場合、境界状態は初期領域に留まる。 境界状態の閉じ込めは、非有界励起の密度が$A$のバルクで有限になるまで続く。 領域$A$は有限であるため、漸近的に長い時間に有界な状態は、すべての非有界励起の「蒸発」後に「解放」される。 閉じ込めのフィンガープリントは局所スピン射影作用素の時空プロファイルで見ることができる。 具体的には、$p$-N\eel状態の拡大に焦点を当て、$p$アップスピンと$p$ダウンスピンを繰り返して得られる。 p$が増加すると、バウンドステートコンテンツが強化される。 極限$p\to\infty$ 1 はドメインウォールの初期状態を取得する。 p<4$の場合、$n>p$の有界状態のみが大鎖異方性に制限されていることを示す。 p\gtrsim 4$ の場合、$n=p$ の有界状態も制限され、p\to\infty$ の極限における輸送が存在しないことと一致している。 境界状態閉じ込めのシナリオは、異なる大きさの有界状態が解放される時間スケールの階層につながり、これはフォン・ノイマンエントロピーの力学にも反映される。

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