論文の概要: Kibble-Zurek dynamics across the first-order quantum transitions of quantum Ising chains in the thermodynamic limit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.00178v1
• Date: Mon, 30 Jun 2025 18:35:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-03 14:22:58.549638
• Title: Kibble-Zurek dynamics across the first-order quantum transitions of quantum Ising chains in the thermodynamic limit
• Title（参考訳）: 熱力学極限における量子イジング鎖の1次量子遷移におけるキブル・ズレックダイナミクス
• Authors: Andrea Pelissetto, Davide Rossini, Ettore Vicari,
• Abstract要約: 逆場における量子イジング鎖の非平衡キブル・ズレークダイナミクスについて検討する。 有限サイズ系において、KZ力学は非平衡有限サイズスケーリング(OFSS)の振る舞いを発達させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study the out-of-equilibrium Kibble-Zurek (KZ) dynamics in quantum Ising chains in a transverse field, driven by a time-dependent longitudinal field $h(t)=t/t_s$ ($t_s$ is the time scale of the protocol), across their first-order quantum transitions (FOQTs) at $h=0$. The KZ protocol starts at time $t_i<0$ from the negatively magnetized ground state for $h_i = t_i/t_s<0$. Then, the system evolves unitarily up to a time $t_f > 0$, such that the magnetization of the state at time $t_f$ is positive. In finite-size systems, the KZ dynamics develops out-of-equilibrium finite-size scaling (OFSS) behaviors. Their scaling variables depend either exponentially or with a power law on the size, depending on the boundary conditions (BC). The OFSS functions can be computed in effective models restricted to appropriate low-energy (magnetized and/or kink) states. The KZ scaling behavior drastically changes in the thermodynamic limit (TL), defined as the infinite-size limit keeping $t$ and $t_s$ fixed, which appears substantially unrelated with the OFSS regime, because it involves higher-energy multi-kink states, which are irrelevant in the OFSS limit. The numerical analyses of the KZ dynamics in the TL show the emergence of a quantum spinodal-like scaling behavior at the FOQTs for all considered BC, which is independent of the BC. The longitudinal magnetization changes sign at $h(t)=h*>0$, where $h*$ decreases with increasing $t_s$, as $h*\sim 1/\ln t_s$. Moreover, in the large-$t_s$ limit, the time-dependence of the magnetization is described by a universal function of $\Omega = t/\tau_s$, with $\tau_s = t_s/\ln t_s$.
• Abstract（参考訳）: 時間依存長周期場$h(t)=t/t_s$ ($t_s$ is the time scale of the protocol)によって駆動される量子イジング鎖の1次量子遷移(FOQTs)において、平衡外キブル・ズレーク(KZ)ダイナミクスを$h=0$で研究する。 KZプロトコルは、h_i = t_i/t_s<0$の負磁化基底状態から、時刻$t_i<0$から始まる。 そして、このシステムは、時間$t_f > 0$まで一元的に進化し、時刻$t_f$における状態の磁化が正となる。 有限サイズ系において、KZ力学は非平衡有限サイズスケーリング(OFSS)の振る舞いを発達させる。 彼らのスケーリング変数は指数関数的か、境界条件(BC)によって、その大きさに電力法則が依存する。 OFSS関数は、適切な低エネルギー(磁化および/またはkink)状態に制限された効果的なモデルで計算することができる。 KZスケーリングの挙動は熱力学限界(TL)において劇的に変化し、$t$と$t_s$を固定する無限サイズの極限として定義される。 TLにおけるKZダイナミクスの数値解析は、紀元前から独立したすべての考慮されたBCのFOQTにおける量子スピノダール様のスケーリング挙動の出現を示している。 縦磁化は$h(t)=h*>0$に変化し、$h*$は$t_s$の増加とともに減少し、$h*\sim 1/\ln t_s$となる。 さらに、大きな$t_s$制限では、磁化の時間依存性は$\Omega = t/\tau_s$の普遍関数で記述され、$\tau_s = t_s/\ln t_s$である。

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