論文の概要: On the generic increase of entropy in isolated systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.23041v1
• Date: Thu, 29 May 2025 03:28:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-30 18:14:07.652564
• Title: On the generic increase of entropy in isolated systems
• Title（参考訳）: 孤立系におけるエントロピーの一般的増加について
• Authors: Zhiqiang Huang, Qing-yu Cai,
• Abstract要約: 本研究では、固有状態熱化仮説(ETH)によって支配される孤立量子系におけるエントロピー生成の普遍的なメカニズムを確立する。 本研究では, 安定状態のエントロピーが多体相互作用から発生し, 特異な結合の詳細に依存しないことを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.1101683446471227
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This study establishes a universal mechanism for entropy production in isolated quantum systems governed by the eigenstate thermalization hypothesis (ETH). By developing a resolvent-based framework, we demonstrate that steady-state entropy generically arises from many-body interactions, independent of specific coupling details. Analytical arguments reveal that entropy generation is driven by two universal pathways: interaction-induced energy broadening and temporal coarse-graining over exponentially small energy gaps. Numerical simulations of nonintegrable Ising spin chains confirm logarithmic entropy scaling, consistent with predictions derived from ETH-governed eigenstate mixing. The derived self-consistent equations for energy shift and broadening parameters agree closely with numerical results. These results unify observational entropy concepts with von Neumann entropy dynamics, providing predictive tools for thermodynamic behavior in quantum many-body systems. Our findings resolve longstanding debates about interaction-dependent entropy scaling and offer pathways for entropy control in quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: 本研究では、固有状態熱化仮説(ETH)によって支配される孤立量子系におけるエントロピー生成の普遍的なメカニズムを確立する。 本研究では, 安定状態のエントロピーが多体相互作用から発生し, 特異な結合の詳細に依存しないことを実証する。 分析的な議論は、エントロピー生成は相互作用によって引き起こされるエネルギー拡大と、指数的に小さなエネルギーギャップ上の時間的粗粒化という2つの普遍的な経路によって引き起こされることを示している。 非可積分イジングスピン鎖の数値シミュレーションにより、ETH-governed 固有状態混合による予測と一致する対数的エントロピースケーリングが確認される。 エネルギーシフトと拡張パラメータの自己整合方程式は数値結果と密接に一致している。 これらの結果は、フォン・ノイマンエントロピー力学と観測エントロピーの概念を統一し、量子多体系における熱力学的挙動の予測ツールを提供する。 我々の研究は、相互作用依存エントロピースケーリングに関する長年にわたる議論を解決し、量子技術におけるエントロピー制御のための経路を提供する。

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