論文の概要: Symmetry-protected topological scar subspaces

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.11216v1
• Date: Fri, 12 Dec 2025 01:48:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-15 15:48:11.619147
• Title: Symmetry-protected topological scar subspaces
• Title（参考訳）: 対称性に保護されたトポロジカルスカー部分空間
• Authors: Chihiro Matsui, Thomas Quella, Naoto Tsuji,
• Abstract要約: 対称性保護型トポロジカルスカー部分空間(SPT)の概念を導入する。 QMBSは相互作用しない準粒子の記述をしばしば認める。 QMBSは必ずしもハミルトニアンの保護対称性を保たないことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4588028371034407
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose a framework that extends the notion of symmetry-protected topological properties beyond the ground-state paradigm to dynamically isolated subspaces formed by exceptional non-thermal energy eigenstates of non-integrable systems, known as quantum many-body scars (QMBS). We introduce the concept of a symmetry-protected topological (SPT) scar subspace -- a Hilbert subspace stabilized by a restricted spectrum-generating algebra (rSGA) while being protected by on-site, inversion, and time-reversal symmetries. QMBS often admit a non-interacting quasiparticle description, which enables matrix-product representations with small bond dimension. Although individual QMBS do not necessarily retain the protecting symmetries of the Hamiltonian, we show that the subspace formed by the symmetry-connected QMBS does retain them, giving rise to consistently emerging topological properties across the entire scar subspace. Using the spin-$1$ Affleck--Kennedy--Lieb--Tasaki (AKLT) model, we demonstrate that its bimagnon scar subspace reflects the topological properties of the SPT ground state, as evidenced by the appropriate bond-space symmetry representations, the expected topological response, and the numerically verified long-range string order. Our findings indicate that scar subspaces can inherit -- and in inhomogeneous cases systematically modify -- the topological character of the SPT ground state, offering a new and experimentally accessible platform for probing symmetry-protected topology beyond the ground-state regime.
• Abstract（参考訳）: 量子多体傷(QMBS)として知られる非可積分系の非熱エネルギー固有状態によって形成される動的に孤立した部分空間に、基底状態パラダイムを超えて対称性が保護される位相的性質の概念を拡張する枠組みを提案する。 対称保護トポロジカルなスカー部分空間 (SPT) の概念を導入し、制限スペクトル生成代数 (rSGA) によって安定化されるヒルベルト部分空間は、オンサイト、反転、時間反転対称性によって保護される。 QMBSはしばしば相互作用しない準粒子の記述を認め、小さな結合次元を持つ行列生成物表現を可能にする。 個々の QMBS は必ずしもハミルトニアンの保護対称性を保持するわけではないが、対称性に連結された QMBS によって形成される部分空間がそれらを保持していることが示され、スカー部分空間全体にわたって一貫した位相的性質が生じる。 スピン-$1$ Affleck--Kennedy--Lieb--Tasaki (AKLT) モデルを用いて、そのbimagnon scar subspace がSPT基底状態の位相的性質を反映していることを示す。 以上の結果から,SPT基底状態のトポロジ的特徴であるスカー部分空間を系統的に改変し,対称性が保護されたトポロジを基底状態を超えて探索するための新たなプラットフォームを提供することが示唆された。

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