論文の概要: Manipulation of Quantum Strings by Edge Defect in Kagome Rydberg Atom Array

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.21135v1
• Date: Mon, 28 Oct 2024 15:35:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-29 12:20:30.764047
• Title: Manipulation of Quantum Strings by Edge Defect in Kagome Rydberg Atom Array
• Title（参考訳）: Kagome Rydberg Atom Arrayにおけるエッジ欠陥による量子弦の操作
• Authors: Wei Xu, Xue-Feng Zhang,
• Abstract要約: 本研究では、基底状態における量子弦励起を解析するための理想的な実験プラットフォームを提案する。 また、スピンアイスのようなフラストレーションのあるシステムで量子弦の励起を操作するためのより単純な方法も提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.981753999818055
• License:
• Abstract: Optical tweezers can grab particles with their laser beam fingers, so these tiny point objects can be moved by using the laser light. However, manipulation of topological defects, especially higher-dimension ones becomes extremely difficult because they usually require non-local operation involving a great deal of operators, e.g. string operator. Here, using a large-scale quantum Monte Carlo method, we demonstrate the quantum string excitation can be grabbed in the Kagome Rydberg atom array with well-designed edges. After inserting an edge defect, the fractional charge at one end of the string is found to be pinned, allowing the quantum string to be manipulated. Since the quantum string is directed, its quantum fluctuations can be clearly observed due to the movement of the dangling fractional charge at the other end. Then, we can drag the two ends of the string in opposite directions, which is analogous to the separation of a quark-anti-quark pair connected by a gluon string. As the separation distance increases, the quantum fluctuations of the string are strongly suppressed. Eventually, a string-breaking phenomenon occurs. However, if both edge defects are located on the same side, the strings are always broken because both dangling fractional charges take the same gauge charge and can not annihilate each other into the vacuum. This work not only proposes an ideal experimental platform for analyzing quantum string excitations in the ground state but also provides a much simpler method for manipulating quantum string excitations in frustrated systems, such as spin ice.
• Abstract（参考訳）: 光学式ツイーザーはレーザービームの指で粒子をつかむことができるので、レーザー光を使って微小な物体を動かすことができる。 しかしながら、トポロジカル欠陥、特に高次元欠陥の操作は、通常、多くの演算子、例えば弦演算子を含む非局所演算を必要とするため、非常に困難になる。 ここでは、大規模量子モンテカルロ法を用いて、よく設計されたエッジを持つカゴメ・リドバーグ原子配列で量子弦励起をつかむことができることを示した。 エッジ欠陥を挿入すると、弦の一端の分数電荷が固定され、量子弦を操作できる。 量子弦が向き付けられているため、その量子揺らぎは、もう一方の端の曲がりくねった分数電荷の運動によってはっきりと観察できる。 すると、弦の両端を反対方向にドラッグできるが、これはグルーオン弦で連結されたクォーク対と反クォーク対の分離に類似する。 分離距離が大きくなると、弦の量子揺らぎが強く抑制される。 最終的に、弦を破る現象が起こる。 しかし、両方のエッジ欠陥が同じ側にある場合、弦は常に壊れる。 この研究は、基底状態における量子弦励起を解析するための理想的な実験プラットフォームを提案するだけでなく、スピンアイスのようなフラストレーションされたシステムで量子弦励起を操作するためのより単純な方法も提案している。

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