論文の概要: Breakdown of Fermi's Golden Rule in 1d systems at non-zero temperature

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.00254v1
• Date: Fri, 01 Aug 2025 01:51:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-04 18:08:53.706232
• Title: Breakdown of Fermi's Golden Rule in 1d systems at non-zero temperature
• Title（参考訳）: 非ゼロ温度における1d系におけるフェルミの黄金律の破滅
• Authors: Thomas Young, Jerome LLoyd, Curt von Keyserlingk,
• Abstract要約: 相互作用量子系では、準粒子の相互作用によって引き起こされるデコヒーレンスにより、単一粒子グリーンの関数は時間内に崩壊すると予想される。 この効果は、弱い相互作用を持つ量子フェルミオン系やボゾン系において広く知られている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In interacting quantum systems, the single-particle Green's function is expected to decay in time due to the interaction induced decoherence of quasiparticles. In the limit of weak interaction strengths ($\Delta$), a naive application of Fermi's Golden Rule (FGR) predicts an $\mathcal{O}(\Delta^{2})$ quasiparticle decay rate. However, for 1d fermions on the lattice at $T>0$, this calculation gives a divergent result and the scaling of the quasiparticle lifetime with interaction strength remains an open question. In this work we propose a solution to this question: combining numerical simulations using the recently introduced dissipation-assisted operator evolution (DAOE) method, with non-perturbative diagrammatic re-summations, we predict a logarithmic enhancement of the quasiparticle decay rate $\tau^{-1} \sim \Delta^{2} \log \Delta^{-2}$. We argue that this effect is present in a wide variety of well-known weakly interacting quantum fermionic and bosonic systems, and even in some classical systems, provided the non-interacting limit has quasiparticles with a generic dispersion.
• Abstract（参考訳）: 相互作用量子系では、準粒子の相互作用によって引き起こされるデコヒーレンスにより、単一粒子グリーンの関数は時間内に崩壊すると予想される。 弱い相互作用強度(\Delta$)の限界において、フェルミの金則(FGR)の素早い応用は、$\mathcal{O}(\Delta^{2})$準粒子崩壊率を予測する。 しかし、格子上の1dフェルミオンが$T>0$の場合、この計算は分岐結果を与え、相互作用強度による準粒子寿命のスケーリングは未解決の問題である。 本研究では,最近導入された散逸支援演算子進化(DAOE)法と非摂動的図式再仮定を用いて数値シミュレーションを行い,準粒子崩壊率$\tau^{-1} \sim \Delta^{2} \log \Delta^{-2}$の対数拡大を予測した。 この効果は、弱い相互作用を持つ量子フェルミオン系やボソニック系に広く知られており、古典的な系でも、相互作用しない極限が一般分散を持つ準粒子を持つと仮定している。

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