論文の概要: Non-local quench spectroscopy of fermionic excitations in 1D quantum spin chains
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.14802v1
- Date: Sat, 20 Jul 2024 08:24:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-23 20:42:12.774712
- Title: Non-local quench spectroscopy of fermionic excitations in 1D quantum spin chains
- Title（参考訳）: 1次元量子スピン鎖におけるフェルミオン励起の非局所ケアンチ分光
- Authors: Saverio Bocini, Filippo Caleca, Fabio Mezzacapo, Tommaso Roscilde,
- Abstract要約: エンフレンチ分光法はスピン鎖中のフェルミオン準粒子の分散関係を正確に再構成できることを理論的に示す。
我々の分析は、量子スピン鎖のクエンチダイナミクスの新しい正確な結果に基づいている。
- 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: The elementary excitations of quantum spin systems have generally the nature of weakly interacting bosonic quasi-particles, generated by local operators acting on the ground state. Nonetheless in one spatial dimension the nature of the quasiparticles can change radically, since many relevant one-dimensional $S=1/2$ Hamiltonians can be exactly mapped onto models of spinless fermions with local hopping and interactions. Due to the non-local nature of the spin-to-fermion mapping, observing directly the fermionic quasiparticle excitations is impossible using local probes, which are at the basis of all the forms of spectroscopy (such as neutron scattering) traditionally available in condensed matter physics. Here we show theoretically that \emph{quench spectroscopy} for synthetic quantum matter -- which probes the excitation spectrum of a system by monitoring the nonequilibrium dynamics of its correlation functions -- can reconstruct accurately the dispersion relation of fermionic quasiparticles in spin chains. This possibility relies on the ability of quantum simulation experiments to measure non-local spin-spin correlation functions, corresponding to elementary fermionic correlation functions. Our analysis is based on new exact results for the quench dynamics of quantum spin chains; and it opens the path to probe arbitrary quasiparticle excitations in synthetic quantum matter.
- Abstract（参考訳）: 量子スピン系の基本的な励起は、一般に、基底状態に作用する局所作用素によって生成される弱相互作用するボゾン準粒子の性質を持つ。
1つの空間次元においてにもかかわらず、準粒子の性質は、多くの関連する1次元の$S=1/2$ハミルトニアンは、局所ホッピングと相互作用を持つスピンレスフェルミオンのモデルに正確にマッピングできるため、根本的に変化する。
スピン-フェルミオンマッピングの非局所性のため、フェルミオン準粒子の励起を直接観察するのは局所プローブでは不可能である。
ここでは, 相関関数の非平衡ダイナミクスを監視して系の励起スペクトルを探索する合成量子物質に対する 'emph{quench spectroscopy} が, スピン鎖中のフェルミオン準粒子の分散関係を正確に再構築できることを理論的に示す。
この可能性は、基本的なフェルミオン相関関数に対応する非局所スピン-スピン相関関数を測定する量子シミュレーション実験の能力に依存する。
我々の分析は、量子スピン鎖のクエンチダイナミクスの新しい正確な結果に基づいており、合成量子物質中の任意の準粒子励起を探索する道を開く。
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