論文の概要: Chaotic and quantum dynamics in driven-dissipative bosonic chains

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.12225v3
• Date: Mon, 30 Jun 2025 16:47:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-01 21:27:53.384019
• Title: Chaotic and quantum dynamics in driven-dissipative bosonic chains
• Title（参考訳）: 駆動散逸型ボゾン鎖におけるカオス的および量子力学
• Authors: Filippo Ferrari, Fabrizio Minganti, Camille Aron, Vincenzo Savona,
• Abstract要約: 量子多体系の熱化は、固有緩和機構によって支配される時間スケールに展開する。 ボース・ハバード鎖の非平衡定常状態 (NESS) におけるこの現象を, 境界におけるコヒーレント駆動と散逸によって検討した。 我々は、同様のメカニズムが、拡張駆動散逸系の幅広いクラスに現れる可能性が高いと論じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Thermalization in quantum many-body systems typically unfolds over timescales governed by intrinsic relaxation mechanisms. Yet, its spatial aspect is less understood. We investigate this phenomenon in the nonequilibrium steady state (NESS) of a Bose-Hubbard chain subject to coherent driving and dissipation at its boundaries, a setup inspired by current designs in circuit quantum electrodynamics. The dynamical fingerprints of chaos in this NESS are probed using semiclassical out-of-time-order correlators (OTOCs) within the truncated Wigner approximation (TWA). At intermediate drive strengths, we uncover a two-stage thermalization along the spatial dimension: phase coherence is rapidly lost near the drive, while amplitude relaxation occurs over much longer distances. This separation of scales gives rise to an extended hydrodynamic regime exhibiting anomalous temperature profiles, which we designate as a ``prethermal'' domain. At stronger drives, the system enters a nonthermal, non-chaotic finite-momentum condensate characterized by sub-Poissonian photon statistics and a spatially modulated phase profile, whose stability is undermined by quantum fluctuations. We explore the conditions underlying this protracted thermalization in space and argue that similar mechanisms are likely to emerge in a broad class of extended driven-dissipative systems.
• Abstract（参考訳）: 量子多体系の熱化は通常、固有緩和機構によって支配される時間スケールで展開される。 しかし、その空間的側面は理解されていない。 ボース・ハバード鎖の非平衡定常状態(NESS)におけるこの現象を、その境界におけるコヒーレントな駆動と散逸によって検討する。 このNESSにおけるカオスの動的指紋は、トランキャットされたウィグナー近似(TWA)内の半古典的な時間外相関器(OTOC)を用いて探索される。 中間駆動強度では, 位相コヒーレンスがドライブ付近で急速に失われる一方, 振幅緩和はより長い距離で起こる。 このスケールの分離は、異常な温度分布を示す拡張された流体力学状態を引き起こす。 より強い駆動では、この系は非熱的で非カオスな有限モーメント凝縮体に入り、非ポアソン光子統計と空間変調位相プロファイルによって特徴づけられ、安定性は量子揺らぎによって損なわれる。 宇宙空間におけるこの誘引熱化の背景にある条件を探究し、同様の機構が広範囲に拡張された駆動散逸系に出現する可能性について論じる。

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