論文の概要: Unstable periodic orbits galore and quantum hyperscarring in highly frustrated magnets
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.04763v1
- Date: Wed, 06 Aug 2025 18:00:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-08 18:59:39.597667
- Title: Unstable periodic orbits galore and quantum hyperscarring in highly frustrated magnets
- Title（参考訳）: 高フラストレーション磁石における不安定周期軌道のガロールと量子超スカーリング
- Authors: Andrea Pizzi, Claudio Castelnovo, Johannes Knolle,
- Abstract要約: 古典的な 'interaction-suppressing' 構成の広範な多様体が不安定な周期軌道を生み出している。
不安定周期軌道の拡散は、量子の場合において「ハイパースキャリング」、すなわち指数的に多くの不安定周期軌道上の量子スキャリングに対応する。
- 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: Highly frustrated magnets, with their macroscopically-degenerate classical ground states and massively-entangled quantum spin liquid phases, have been pivotal to the development of modern condensed matter concepts such as emergent symmetries, topological order, and fractionalisation. The effects of frustration and massive degeneracies at high energy, where the many-body dynamics becomes chaotic, have hitherto been far less explored. Here, we identify a high-energy dynamical analog of highly-frustrated magnetism, in the form of an extensive manifold of classical ''interaction-suppressing'' configurations giving rise to unstable periodic orbits. These are in general neither protected by symmetry nor integrability, and emerge from a set of dynamical local constraints that effectively nullify the interactions while allowing extensively many local degrees of freedom. The proliferation of unstable periodic orbits corresponds in the quantum case to ''hyperscarring'', that is, quantum scarring on exponentially many unstable periodic orbits. On the product states associated to the latter, the amplitudes of the mid-spectrum thermal eigenstates exhibit a power-law distribution, in stark contrast to the expected exponential Porter-Thomas distribution that holds for generic product states. Our results reveal a new constrained dynamical regime where many-body quantum chaos coexists with structured manifolds of coherent dynamics, and establishes a mechanism for hitherto elusive extensive scarring.
- Abstract（参考訳）: 高フラストレーションマグネットは、マクロ的に縮退した古典的基底状態と大規模に絡み合った量子スピン液体相を持ち、創発的対称性、位相秩序、分数化のような近代的な凝縮物質の概念の発展に重要な役割を担っている。
高エネルギーにおけるフラストレーションと大規模な退化の影響は、多体の力学がカオス化するが、ヒッヘルトははるかに少ない。
ここでは、不安定周期軌道を生じさせる古典的な「相互作用抑制」構成の広範な多様体の形で、高フラストレーション磁気の高エネルギー動的アナログを同定する。
これらは一般に対称性や可積分性によって保護されず、多くの局所的自由度を許容しながら、相互作用を効果的に無効化する動的な局所的制約の集合から生じる。
不安定周期軌道の拡散は、量子の場合において「ハイパースキャリング」、すなわち指数的に多くの不安定周期軌道上の量子スキャリングに対応する。
後者に関連する積状態について、中間スペクトルの熱固有状態の振幅は、一般的な積状態を保持する指数的なポーター・トーマス分布とは対照的に、パワー-ロー分布を示す。
この結果から,多体量子カオスがコヒーレント力学の構造化多様体と共存する新しい制約付き力学系が明らかとなり,ヒッシャート広範囲スカーリングのメカニズムが確立された。
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