論文の概要: Probing false vacuum decay on a cold-atom gauge-theory quantum simulator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.12565v1
- Date: Tue, 19 Nov 2024 15:28:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-20 13:35:42.995822
- Title: Probing false vacuum decay on a cold-atom gauge-theory quantum simulator
- Title（参考訳）: 冷原子ゲージ理論量子シミュレータにおける偽真空崩壊の証明
- Authors: Zi-Hang Zhu, Ying Liu, Gianluca Lagnese, Federica Maria Surace, Wei-Yong Zhang, Ming-Gen He, Jad C. Halimeh, Marcello Dalmonte, Siddhardh C. Morampudi, Frank Wilczek, Zhen-Sheng Yuan, Jian-Wei Pan,
- Abstract要約: 本研究では, 冷原子量子シミュレータを用いて, 無限質量真空の対生成に及ぼす背景場の影響を実験的に検討した。
ゼロ質量極限における時間発展可観測物のエネルギースペクトルは、シュウィンガー模型のボソニックモードに類似した励起ピークを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8075943133358323
- License:
- Abstract: In the context of quantum electrodynamics, the decay of false vacuum leads to the production of electron-positron pair, a phenomenon known as the Schwinger effect. In practical experimental scenarios, producing a pair requires an extremely strong electric field, thus suppressing the production rate and making this process very challenging to observe. Here we report an experimental investigation, in a cold-atom quantum simulator, of the effect of the background field on pair production from the infinite-mass vacuum in a $1+1$D $\mathrm{U}(1)$ lattice gauge theory. The ability to tune the background field allows us to study pair production in a large production rate regime. Furthermore, we find that the energy spectrum of the time-evolved observables in the zero mass limit displays excitation peaks analogous to bosonic modes in the Schwinger model. Our work opens the door to quantum-simulation experiments that can controllably tune the production of pairs and manipulate their far-from-equilibrium dynamics.
- Abstract（参考訳）: 量子電磁力学の文脈では、偽真空の崩壊は電子-陽電子対(シュウィンガー効果と呼ばれる現象)を生み出す。
実用的な実験シナリオでは、ペアを作るには非常に強い電場が必要であるため、生産速度を抑え、この過程を観察することが非常に困難になる。
ここでは, コールド原子量子シミュレータを用いて, 1+1D$\mathrm{U}(1)$格子ゲージ理論において, 無限質量真空からの対生成に対する背景場の影響を実験的に検討する。
バックグラウンドフィールドをチューニングすることで、大規模な生産率体制でペア生産を研究することができる。
さらに、ゼロ質量限界における時間発展観測器のエネルギースペクトルは、シュウィンガー模型のボソニックモードに類似した励起ピークを示す。
我々の研究は量子シミュレーション実験の扉を開き、ペアの生成を制御的に調整し、その非平衡力学を操作できる。
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