論文の概要: Field mixing in a thermal medium: A quantum master equation approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.08460v2
- Date: Mon, 19 Aug 2024 04:11:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-20 13:08:14.144334
- Title: Field mixing in a thermal medium: A quantum master equation approach
- Title（参考訳）: 熱媒質中の電場混合-量子マスター方程式のアプローチ
- Authors: Shuyang Cao,
- Abstract要約: 本研究では,2つの(擬似)スカラー場の間接混合の非平衡ダイナミクスについて検討した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.985518406776766
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We studied the nonequilibrium dynamics of the indirect mixing of two (pseudo-)scalar fields induced by their couplings to common decay channels in a medium. The effective non-Markovian quantum master equation (QME) for the two fields' reduced density matrix is derived to leading order in the couplings of the two fields with the medium, but to all orders of the couplings among degrees of freedom in the medium. The self-energy and noise-kernel in the QME satisfy a fluctuation-dissipation relation. The solutions show that an initial expectation value (condensate) of one field induces a condensate of the other field through the indirect mixing and that the populations and coherence of the two fields thermalize and approach to non-vanishing values asymptotically. The nearly-degenerate field masses and coupling strengths resonantly enhance the quantum beats and asymptotic coherence, and induce a prominent dynamics of the vacuum after the switch-on of the couplings. We argue that a time-dependent definitions of particles due to the changing vacuum must be introduced so as to obtain results consistent with the calculations of equilibrium states in the asymptotic limit. A coupling strength hierarchy breaks down the resonant enhancement in the nearly-degenerate case but leads to different power countings of the coupling strengths in the magnitudes of the observables and time-scales in the evolution, suggesting the possibility of detecting extremely long-lived particles using prepared short-lived particles within a practical experimental period.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,2つの(擬似)スカラー場を媒体内の共通減衰チャネルに結合させることによって誘導される間接混合の非平衡ダイナミクスについて検討した。
二つの場の還元密度行列に対する実効的な非マルコフ量子マスター方程式(QME)は、2つの場の媒体とのカップリングの先頭順序に導かれるが、媒体内の自由度間のカップリングの全ての順序に導かれる。
QMEの自己エネルギーおよびノイズカーネルは、変動散逸関係を満たす。
この解は、あるフィールドの初期期待値(凝縮値)が間接混合により他のフィールドの凝縮を誘導し、2つのフィールドの集団とコヒーレンスが熱化し、漸近的に非消滅値に近づくことを示す。
ほぼ退縮する磁場質量と結合強度は共鳴的に量子ビートと漸近コヒーレンスを高め、カップリングのスイッチオン後に真空の顕著なダイナミクスを誘導する。
我々は、漸近的極限における平衡状態の計算と一致する結果を得るために、真空の変化による粒子の時間依存的な定義を導入する必要があると論じる。
結合強度階層は、ほぼ縮退した場合の共振強度の増大を分解するが、観測可能な大きさの結合強度と進化の時間スケールの異なるパワーカウントにつながり、実際的な実験期間で準備された短寿命粒子を用いて超長寿命粒子を検出する可能性が示唆された。
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