論文の概要: String-Breaking Dynamics in Quantum Adiabatic and Diabatic Processes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.10652v1
• Date: Sat, 16 Nov 2024 01:18:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-19 14:32:16.958905
• Title: String-Breaking Dynamics in Quantum Adiabatic and Diabatic Processes
• Title（参考訳）: 量子断熱・断熱過程におけるストリングブレーキングダイナミクス
• Authors: Federica Maria Surace, Alessio Lerose, Or Katz, Elizabeth R. Bennewitz, Alexander Schuckert, De Luo, Arinjoy De, Brayden Ware, William Morong, Kate Collins, Christopher Monroe, Zohreh Davoudi, Alexey V. Gorshkov,
• Abstract要約: 閉じ込めは、例えばクォークのような自然界における色電荷の分離を、弦の破れと呼ばれるプロセスによって禁止する。 時間とともにひも張力の漸増によって引き起こされる動的ひも割れの現象について検討した。 この研究は、量子シミュレーション実験における弦の破れの研究に直ちに関係している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 30.432877421232842
• License:
• Abstract: Confinement prohibits isolation of color charges, e.g., quarks, in nature via a process called string breaking: the separation of two charges results in an increase in the energy of a color flux, visualized as a string, connecting those charges. Eventually, creating additional charges is energetically favored, hence breaking the string. Such a phenomenon can be probed in simpler models, including quantum spin chains, enabling enhanced understanding of string-breaking dynamics. A challenging task is to understand how string breaking occurs as time elapses, in an out-of-equilibrium setting. This work establishes the phenomenology of dynamical string breaking induced by a gradual increase of string tension over time. It, thus, goes beyond instantaneous quench processes and enables tracking the real-time evolution of strings in a more controlled setting. We focus on domain-wall confinement in a family of quantum Ising chains. Our results indicate that, for sufficiently short strings and slow evolution, string breaking can be described by the transition dynamics of a two-state quantum system akin to a Landau-Zener process. For longer strings, a more intricate spatiotemporal pattern emerges: the string breaks by forming a superposition of bubbles (domains of flipped spins of varying sizes), which involve highly excited states. We finally demonstrate that string breaking driven only by quantum fluctuations can be realized in the presence of sufficiently long-ranged interactions. This work holds immediate relevance for studying string breaking in quantum-simulation experiments.
• Abstract（参考訳）: 閉じ込めは、色電荷(例えばクォーク)の自然界における分離を、弦破れと呼ばれる過程を通じて禁止する: 2つの電荷の分離は、これらの電荷を接続する弦として可視化される色束のエネルギーの増加をもたらす。 最終的に、追加のチャージを作成することはエネルギックに好まれ、したがって弦を破る。 このような現象は、量子スピン鎖を含むより単純なモデルで探索することができ、弦を破る力学の理解を深めることができる。 挑戦的な課題は、時が経つにつれて弦の破れがいかに起こるかを理解することである。 この研究は、時間とともにひも張力が徐々に増加することによって引き起こされる動的弦破壊の現象論を確立する。 これにより、即時クエンチプロセスを超えて、より制御された設定で文字列のリアルタイムな進化を追跡することができる。 量子イジング鎖の族におけるドメインウォール閉じ込めに焦点を当てる。 以上の結果から,十分に短い文字列と遅い進化に対して,Landau-Zener過程に似た2状態量子系の遷移力学により,弦の破れを記述できることが示唆された。 長い弦に対して、より複雑な時空間パターンが現れる: 弦は、非常に励起状態を含む泡(様々な大きさのスピンの反転領域)の重ね合わせを形成することによって破断する。 量子ゆらぎのみによって駆動される弦の破れは、十分に長距離の相互作用が存在する場合に実現可能であることを最終的に証明した。 この研究は、量子シミュレーション実験における弦の破れの研究に直ちに関係している。

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