論文の概要: String breaking mechanism in a lattice Schwinger model simulator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.15443v1
- Date: Sat, 23 Nov 2024 03:57:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-26 14:18:49.987466
- Title: String breaking mechanism in a lattice Schwinger model simulator
- Title（参考訳）: 格子シュウィンガーモデルシミュレータにおける文字列切断機構
- Authors: Ying Liu, Wei-Yong Zhang, Zi-Hang Zhu, Ming-Gen He, Zhen-Sheng Yuan, Jian-Wei Pan,
- Abstract要約: 光学格子量子シミュレータを用いた一次元格子ゲージ理論における弦破れ機構の実験的検討を行った。
我々の研究は、制御可能な量子シミュレータとしての光学格子の可能性を強調し、複雑なゲージ理論とその関連する現象の探索を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.244728315771709
- License:
- Abstract: String breaking is a fundamental concept in gauge theories, describing the decay of a flux string connecting two charges through the production of particle-antiparticle pairs. This phenomenon is particularly important in particle physics, notably in Quantum Chromodynamics, and plays a crucial role in condensed matter physics. However, achieving a theoretical understanding of this non-perturbative effect is challenging, as conventional numerical approaches often fall short and require substantial computational resources. On the experimental side, studying these effects necessitates advanced setups, such as high-energy colliders, which makes direct observation difficult. Here, we report an experimental investigation of the string breaking mechanism in a one-dimensional U(1) lattice gauge theory using an optical lattice quantum simulator. By deterministically preparing initial states of varying lengths with fixed charges at each end, and adiabatically tuning the mass and string tension, we observed in situ microscopic confined phases that exhibit either string or brokenstring states. Further analysis reveals that string breaking occurs under a resonance condition, leading to the creation of new particle-antiparticle pairs. These findings offer compelling evidence of string breaking and provide valuable insights into the intricate dynamics of lattice gauge theories. Our work underscores the potential of optical lattices as controllable quantum simulators, enabling the exploration of complex gauge theories and their associated phenomena.
- Abstract（参考訳）: 弦の破れはゲージ理論における基本的な概念であり、粒子-反粒子対の生成を通じて2つの電荷を繋ぐフラックス弦の崩壊を記述する。
この現象は特に粒子物理学、特に量子色力学において重要であり、凝縮物質物理学において重要な役割を果たす。
しかし、従来の数値的なアプローチは、しばしば不足し、かなりの計算資源を必要とするため、この非摂動効果の理論的理解は困難である。
実験面では、これらの効果を研究するには、高エネルギーの衝突装置のような高度な装置を必要とするため、直接観測は困難である。
本稿では,光学格子量子シミュレータを用いた1次元U(1)格子ゲージ理論における弦破断機構の実験的検討を行った。
両端の固定電荷で異なる長さの初期状態を決定的に準備し,質量と弦の張力を漸減的に調整することにより,弦あるいは弦の破断状態を示す微視的閉じ込め相を観察した。
さらなる分析により、弦の破れは共鳴条件下で発生し、新しい粒子対と反粒子対が生成されることが判明した。
これらの発見は、弦の破れを示す説得力のある証拠を与え、格子ゲージ理論の複雑な力学に関する貴重な洞察を与える。
我々の研究は、制御可能な量子シミュレータとしての光学格子の可能性を強調し、複雑なゲージ理論とその関連する現象の探索を可能にする。
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