論文の概要: Field theory of monitored, interacting fermion dynamics with charge conservation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.07317v1
- Date: Wed, 9 Oct 2024 18:00:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-10-31 21:06:44.087268
- Title: Field theory of monitored, interacting fermion dynamics with charge conservation
- Title（参考訳）: 電荷保存を伴う監視相互作用フェルミオンダイナミクスの場の理論
- Authors: Haoyu Guo, Matthew S. Foster, Chao-Ming Jian, Andreas W. W. Ludwig,
- Abstract要約: 我々は1次元における相互作用するフェルミオンの電荷保存モニタリングダイナミクスに焦点をあてる。
セルディシュ場理論を統一化することにより、よりダイナミックな位相と遷移が現れることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5356944479760104
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Charge-conserving dynamics of non-interacting fermions monitored by local charge measurements have been shown to possess in 1D space only an area-law-entangled phase, with no measurement-induced phase transition (MIPT). This phenomenon was elegantly explained by an effective replica field theory given by a non-linear sigma model featuring large replica symmetries. In this work, we focus on the charge-conserving monitored dynamics of interacting fermions in 1D. Using a unifying replica Keldysh field theory, we show that more dynamical phases and transitions emerge owing to the reduction of replica symmetry when interactions are introduced. The reduced symmetry combines a discrete replica permutation symmetry and the charge-conservation within each replica. The former and its spontaneous breaking govern the MIPT between area-law and volume-law entanglement scalings, which can be described by a separatrix in the weak-coupling renormalization group flow. The replica-resolved charge conservation dictates the Kosterlitz-Thouless type ``charge-sharpening" transition between the two kinds of dynamics where the global charge information is either hidden or reconstructible from the local measurements. All the relevant phases and transitions can be understood within the same unifying field theory. Additionally, this field theory provides insight into why the charge-sharpening transition should only happen in the presence of volume-law entanglement scaling. Moreover, we show that our field theory, despite being constructed using the Keldysh formalism, is equivalent to a statistical mechanics model that describes the (replicated) time-evolution of the system's density matrix mapped to a doubled Hilbert space under the Choi-Jamiolkowski isomorphism. This equivalence is the result of the trivialization of the fermion distribution function by measurement-induced heating effects.
- Abstract（参考訳）: 局所電荷測定により観測された非相互作用フェルミオンの電荷保存ダイナミクスは、測定誘起相転移(MIPT)を伴わずに、面積-束縛相のみに1次元空間を有することが示されている。
この現象は、大きなレプリカ対称性を持つ非線形シグマモデルによって与えられる効果的なレプリカ場理論によってエレガントに説明された。
本研究では,1次元における相互作用するフェルミオンの電荷保存ダイナミックスに着目した。
統一レプリカKeldysh場理論を用いて、相互作用が導入されたときのレプリカ対称性の低下により、よりダイナミックな位相と遷移が現れることを示す。
縮小対称性は、離散的なレプリカ置換対称性と各レプリカ内の電荷保存とを結合する。
前者およびその自発的破壊は、領域法則と体積法則の絡み合いのスケーリングの間でMIPTを制御し、弱い結合型再正規化群の流れにおけるセパラトリクスによって説明できる。
複製分解電荷保存法は、局所的な測定値からグローバル電荷情報が隠されたり再構成されたりする2種類のダイナミクス間の「チャージ抑制」遷移をコステリッツ-チューレス型に規定する。
すべての関連する位相と遷移は、同じ統一場理論の中で理解することができる。
さらに、この場の理論は、なぜ体積-法則の絡み合いのスケーリングが存在する場合にのみ電荷-帯電遷移が起こるのかについての洞察を与える。
さらに、我々の場の理論はケルディシュ形式主義を用いて構築されているにもかかわらず、Choi-Jamiolkowski同型の下でヒルベルト空間に写像された系の密度行列の(複製された)時間進化を記述する統計力学モデルと等価であることを示す。
この等価性は、測定誘起加熱効果によるフェルミオン分布関数の自明化の結果である。
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