論文の概要: Collective cluster nucleation dynamics in 2D Ising quantum magnets

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.04656v2
• Date: Tue, 09 Dec 2025 10:38:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-10 14:12:22.903263
• Title: Collective cluster nucleation dynamics in 2D Ising quantum magnets
• Title（参考訳）: 2次元イジング量子マグネットにおける集団クラスター核生成ダイナミクス
• Authors: Philip Osterholz, Fabio Bensch, Shuanghong Tang, Silpa Baburaj Sheela, Igor Lesanovsky, Christian Groß,
• Abstract要約: 原子ライドバーグアレイで実現された2次元量子イジング系における集団クラスター核生成の観測について報告する。 我々は、凝縮物質物理学の最も重要な教科書モデルの一つにおいて、高度に集合的な非平衡過程に光を当てた。
• 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: Strongly interacting many-body systems often show collective properties that are non-trivially related to the microscopic degrees of freedom. Collectivity is responsible for intriguing ground state properties, for example, in superconductors. However, collective effects may also govern the non-equilibrium response of quantum systems, not only in condensed matter physics but also in quantum field theories modeling the properties of our universe. Understanding emergent collective dynamics from first principles, in particular in non-perturbative regimes, is therefore one of the central challenges in quantum many-body physics. Here we report on the observation of collective cluster nucleation in 2D quantum Ising systems realized in an atomic Rydberg array. We observe a confined regime in which the steady-state cluster size is energy-dependent and a deconfined regime characterized by kinetically constrained dynamics of cluster nucleation. Our results mark a qualitative leap for quantum simulations with Rydberg arrays and shed light on highly collective non-equilibrium processes in one of the most important textbook models of condensed matter physics with relevance from quantum magnets and the kinetics of glass formers to cosmology.
• Abstract（参考訳）: 強く相互作用する多体系は、しばしば、顕微鏡的自由度と非自明に関係のない集合性を示す。 集合性は、例えば超伝導体において、基底状態の性質を誘引する役割を担っている。 しかし、集合効果は、凝縮物質物理学だけでなく、宇宙の性質をモデル化する量子場理論においても、量子系の非平衡反応を支配できる。 したがって、第一原理、特に摂動的でない状態から創発的集団力学を理解することは、量子多体物理学における中心的な課題の1つである。 本稿では,原子ライドバーグアレイで実現された2次元量子イジング系における集団クラスター核生成の観測について報告する。 本研究では, 定常クラスタサイズがエネルギー依存的な閉じ込め型状態と, クラスター核生成の速度論的に制約されたダイナミクスを特徴とする分解型状態とを観察する。 この結果は、Rydbergアレイを用いた量子シミュレーションの定性的な飛躍であり、量子マグネットとガラス前駆体の宇宙論への関係性を持つ凝縮物質物理学の最も重要な教科書モデルの一つにおいて、高度に集合的な非平衡過程に光を当てた。

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