論文の概要: Dynamics in the presence of local symmetry-breaking impurities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.14608v1
- Date: Tue, 18 Mar 2025 18:05:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-20 15:21:46.036892
- Title: Dynamics in the presence of local symmetry-breaking impurities
- Title（参考訳）: 局所対称性破壊不純物の存在におけるダイナミクス
- Authors: Yahui Li, Pablo Sala, Frank Pollmann, Sanjay Moudgalya, Olexei Motrunich,
- Abstract要約: 連続対称性は、量子多体系における相関関数の普遍的な緩やかな緩和をもたらす。
局所対称性を破る不純物がこれらの相関関数の力学にブラウン量子回路を用いてどのように影響するかを考察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8549484058067686
- License:
- Abstract: Continuous symmetries lead to universal slow relaxation of correlation functions in quantum many-body systems. In this work, we study how local symmetry-breaking impurities affect the dynamics of these correlation functions using Brownian quantum circuits, which we expect to apply to generic non-integrable systems with the same symmetries. While explicitly breaking the symmetry is generally expected to lead to eventual restoration of full ergodicity, we find that approximately conserved quantities that survive under such circumstances can still induce slow relaxation. This can be understood using a super-Hamiltonian formulation, where low-lying excitations determine the late-time dynamics and exact ground states correspond to conserved quantities. We show that in one dimension, symmetry-breaking impurities modify diffusive and subdiffusive behaviors associated with U$(1)$ and dipole conservation at late-times, e.g., by increasing power-law decay exponents of the decay of autocorrelation functions. This stems from the fact that for these symmetries, impurities are relevant in the renormalization group sense, e.g., bulk impurities effectively disconnect the system, completely modifying both temporal and spatial correlations. On the other hand, for an impurity that disrupts strong Hilbert space fragmentation, the super-Hamiltonian only acquires an exponentially small gap, leading to prethermal plateaus in autocorrelation functions which extend for times that scale exponentially with the distance to the impurity. Overall, our approach systematically characterizes how symmetry breaking impurities affect relaxation dynamics in symmetric systems.
- Abstract（参考訳）: 連続対称性は、量子多体系における相関関数の普遍的な緩やかな緩和をもたらす。
本研究では, 局所対称性を破る不純物が, ブラウン量子回路を用いてこれらの相関関数の力学にどのように影響するかを考察する。
対称性を明示的に破ることは、完全なエルゴード性の最終的な回復につながると一般的に期待されているが、そのような状況下で生き残るおよそ保存された量は、依然として緩やかな緩和を引き起こす。
これは、低レベルの励起が遅延時間ダイナミクスを決定し、正確な基底状態が保存量に対応するような超ハミルトンの定式化を用いて理解することができる。
一次元において、対称性を破る不純物は、自己相関関数の崩壊のパワー-法則崩壊指数を増大させることにより、U$(1)$と深夜における双極子保存に関連する拡散的および非拡散的挙動を変化させることを示した。
これは、これらの対称性において、不純物は再正規化群の意味(例えば、バルク不純物は系を効果的に切断し、時間的相関と空間的相関を完全に修正する)に関係しているという事実に起因している。
一方、強いヒルベルト空間の断片化を妨害する不純物に対しては、スーパーハミルトニアンは指数関数的に小さなギャップしか得られず、不純物からの距離と指数関数的にスケールする時間に広がる自己相関関数の事前熱的プラトーをもたらす。
全体として、本手法は対称性破壊不純物が対称系の緩和力学にどのように影響するかを体系的に特徴づける。
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