論文の概要: Kubo-Martin-Schwinger relation for energy eigenstates of SU(2)-symmetric quantum many-body systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.07249v1
• Date: Wed, 09 Jul 2025 19:46:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-11 16:40:15.190261
• Title: Kubo-Martin-Schwinger relation for energy eigenstates of SU(2)-symmetric quantum many-body systems
• Title（参考訳）: SU(2)対称量子多体系のエネルギー固有状態に対するKubo-Martin-Schwinger関係
• Authors: Jae Dong Noh, Aleksander Lasek, Jade LeSchack, Nicole Yunger Halpern,
• Abstract要約: 非アベリア対称性が従来の熱力学を変化させる可能性があることを示す。 この研究は非平衡物理学に拡張し、非アベリア対称性が従来の熱力学をどのように変化させるかを特定するのに役立つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The fluctuation-dissipation theorem (FDT) is a fundamental result in statistical mechanics. It stipulates that, if perturbed out of equilibrium, a system responds at a rate proportional to a thermal-equilibrium property. Applications range from particle diffusion to electrical-circuit noise. To prove the FDT, one must prove that common thermal states obey a symmetry property, the Kubo-Martin-Schwinger (KMS) relation. Energy eigenstates of certain quantum many-body systems were recently proved to obey the KMS relation. The proof relies on the eigenstate thermalization hypothesis (ETH), which explains how such systems thermalize internally. This KMS relation contains a finite-size correction that scales as the inverse system size. Non-Abelian symmetries conflict with the ETH, so a non-Abelian ETH was proposed recently. Using it, we derive a KMS relation for SU(2)-symmetric quantum many-body systems' energy eigenstates. The finite-size correction scales as usual under certain circumstances but can be polynomially larger in others, we argue. We support the ordinary-scaling result numerically, simulating a Heisenberg chain of 16-24 qubits. The numerics, limited by computational capacity, indirectly support the larger correction. This work helps extend into nonequilibrium physics the effort, recently of interest across quantum physics, to identify how non-Abelian symmetries may alter conventional thermodynamics.
• Abstract（参考訳）: ゆらぎ散逸定理 (FDT) は統計力学の基本的な結果である。 平衡から乱れた場合、系は熱平衡特性に比例する速度で反応する。 用途は粒子拡散から電気回路ノイズまで様々である。 FDTを証明するためには、共通熱状態が対称性の性質、Kubo-Martin-Schwinger(KMS)関係に従うことを証明する必要がある。 量子多体系のエネルギー固有状態は、最近KMS関係に従うことが証明された。 この証明は固有状態熱化仮説(ETH)に依存しており、そのような系が内部でどのように熱化するかを説明する。 このKMS関係は、逆システムサイズとしてスケールする有限サイズ補正を含む。 非アベリア対称性はETHと矛盾するため、最近非アベリアETHが提案された。 これを用いて、SU(2)対称量子多体系のエネルギー固有状態に対するKMS関係を導出する。 有限サイズの補正は、ある状況下では通常のようにスケールするが、他の状況では多項式的に大きい可能性がある、と我々は主張する。 我々は16-24キュービットのハイゼンベルク連鎖をシミュレートし、通常のスケーリング結果を数値的に支援する。 計算能力によって制限された数値は、間接的により大きな補正をサポートする。 この研究は、近年の量子物理学における関心の高まりを非平衡物理学に拡張し、非アベリア対称性が従来の熱力学をどう変えるかを特定するのに役立つ。

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