論文の概要: Quantum Supercritical Crossover with Dynamical Singularity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.05455v3
• Date: Mon, 10 Feb 2025 15:08:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-11 14:23:47.736222
• Title: Quantum Supercritical Crossover with Dynamical Singularity
• Title（参考訳）: 動的特異性を有する量子超臨界クロスオーバー
• Authors: Junsen Wang, Enze Lv, Xinyang Li, Yuliang Jin, Wei Li,
• Abstract要約: 我々は、この顕著な超臨界の概念を古典的から量子臨界点に近い量子系へと拡張する。 我々は、応答関数だけでなく、量子情報量によって決定される量子超臨界(QSC)クロスオーバー線の存在を明らかにする。 我々の研究は、量子多体系におけるQSCクロスオーバーの平衡内および外への探索の道を開いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.9659182523095047
• License:
• Abstract: Supercritical states, characterized by strong fluctuations and intriguing phenomena, emerge above the critical point. In this study, we extend this notable concept of supercriticality from classical to quantum systems near the quantum critical point, by studying the one- and two-dimensional quantum Ising models through tensor network calculations and scaling analyses. We reveal the existence of quantum supercritical (QSC) crossover lines, determined by not only response functions but also quantum information quantities. A supercritical scaling law, $h \sim (g - g_c)^{\Delta}$, is revealed, where $g$ ($h$) is the transverse (longitudinal) field, $g_c$ is the critical field, and $\Delta$ is a critical exponent. Moreover, we uncover the QSC crossover line defines a boundary for the dynamical singularity to appear in quench dynamics, which can be ascribed to the intersection between the Lee-Yang zero line and the real-time axis. In particular, when the Hamiltonian parameter is quenched to the QSC crossover line, a singular cusp with exponent 1/2 emerge in the Loschmidt rate function, signaling a new dynamical universality class different from the linear cusp for $h=0$. Possible platforms, such as quantum simulators and quantum magnets are proposed for studying QSC crossovers in experiments. Our work paves the way for exploring QSC crossovers in and out of equilibrium in quantum many-body systems.
• Abstract（参考訳）: 超臨界状態は、強いゆらぎと興味深い現象によって特徴づけられ、臨界点の上に現れる。 本研究では, 量子臨界点近傍の古典的量子システムから, テンソルネットワーク計算とスケーリング解析による1次元および2次元量子イジングモデルの研究により, 超臨界性の概念を拡張した。 我々は、応答関数だけでなく、量子情報量によって決定される量子超臨界(QSC)クロスオーバー線の存在を明らかにする。 超臨界スケーリング法である$h \sim (g - g_c)^{\Delta}$が明らかにされ、$g$$$h$が横(縦)フィールド、$g_c$が臨界フィールド、$\Delta$が臨界指数となる。 さらに、QSCクロスオーバー線は、リー・ヤン零線と実時間軸との交点に比例するクエンチ力学において、動的特異点が現れる境界を定義する。 特に、ハミルトンパラメータが QSC のクロスオーバー線にクエンチされると、指数 1/2 の特異カスプがロシミトレート関数に現われ、線型カスプと異なる新しい動的普遍性クラスが$h=0$で表される。 量子シミュレータや量子マグネットのような可能なプラットフォームは、実験においてQSCクロスオーバーを研究するために提案される。 我々の研究は、量子多体系におけるQSCクロスオーバーの平衡内および外への探索の道を開いた。

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