論文の概要: Revisiting boundary-driven method for transport: Finite-size effects and the role of system-bath coupling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.16528v1
- Date: Tue, 22 Jul 2025 12:35:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-23 21:34:14.108592
- Title: Revisiting boundary-driven method for transport: Finite-size effects and the role of system-bath coupling
- Title（参考訳）: 輸送における境界駆動法の再検討:有限サイズ効果とシステムバス結合の役割
- Authors: Mariel Kempa, Markus Kraft, Sourav Nandy, Jacek Herbrych, Jiaozi Wang, Jochen Gemmer, Robin Steinigeweg,
- Abstract要約: 2つのアプローチから計算したdc拡散定数 $mathcalD_textdc$ を比較して比較する。
我々は,システムバス結合に強い依存を示す$mathcalD_textdc$という,両者の明確なミスマッチを見出した。
現実的な解決法として,我々は境界駆動フレームワーク内での時間依存輸送係数の計算を提唱する。
- 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: Understanding transport in interacting quantum many-body systems is a central challenge in condensed matter and statistical physics. Numerical studies typically rely on two main approaches: Dynamics of linear-response functions in closed systems and Markovian dynamics governed by master equations for boundary-driven open systems. While the equivalence of their dynamical behavior has been explored in recent studies, a systematic comparison of the transport coefficients obtained from these two classes of methods remains an open question. Here, we address this gap by comparing and contrasting the dc diffusion constant $\mathcal{D}_{\text{dc}}$ computed from the aforementioned two approaches. We find a clear mismatch between the two, with $\mathcal{D}_{\text{dc}}$ exhibiting a strong dependence on the system-bath coupling for the boundary-driven technique, highlighting fundamental limitations of such a method in calculating the transport coefficients related to asymptotic dynamical behavior of the system. We trace the origin of this mismatch to the incorrect order of limits of time $t \rightarrow \infty$ and system size $L\rightarrow \infty$, which we argue to be intrinsic to boundary-driven setups. As a practical resolution, we advocate computing only time-dependent transport coefficients within the boundary-driven framework, which show excellent agreement with those obtained from the Kubo formalism based on closed-system dynamics, up to a timescale set by the system size. This leads us to interpret the sensitivity of the dc diffusion constant on the system-bath coupling strength in an open system as a potential diagnostic for finite-size effects.
- Abstract（参考訳）: 相互作用する量子多体系の輸送を理解することは、凝縮物質と統計物理学における中心的な課題である。
閉じた系における線形応答関数のダイナミクスと境界駆動開系に対するマスター方程式によって支配されるマルコフ力学である。
それらの動的挙動の等価性は近年研究されているが、これらの2種類の方法から得られる輸送係数の体系的比較は未解決の問題である。
ここでは、上記の2つのアプローチから計算したdc拡散定数 $\mathcal{D}_{\text{dc}}$ を比較し、対比することにより、このギャップに対処する。
境界駆動型手法のシステムバス結合に強い依存を示す$\mathcal{D}_{\text{dc}}$の両者の間に明確なミスマッチが見られ、システムの漸近的動的挙動に関連する輸送係数の計算におけるそのような手法の基本的限界が強調される。
このミスマッチの起源は、時間の制限の誤った順序である$t \rightarrow \infty$とシステムサイズ$L\rightarrow \infty$に遡る。
そこで本研究では, システムサイズによって設定された時間スケールまで, 閉系力学に基づく久保形式から得られるものとの整合性を示す境界駆動フレームワーク内での時間依存輸送係数の計算を提唱する。
これにより、有限サイズ効果の潜在的な診断として、開系における系のバス結合強度に対するdc拡散定数の感度を解釈する。
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