論文の概要: $\mathcal{PT}$-Symmetric Spin--Boson Model with a Continuous Bosonic Spectrum: Exceptional Points and Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.20277v1
• Date: Tue, 23 Dec 2025 11:31:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-24 19:17:49.850075
• Title: $\mathcal{PT}$-Symmetric Spin--Boson Model with a Continuous Bosonic Spectrum: Exceptional Points and Dynamics
• Title（参考訳）: $\mathcal{PT}$-Symmetric Spin-Boson Model with a Continuous Bosonic Spectrum: Exceptional Points and Dynamics
• Authors: Yong-Xin Zhang, Qing-Hu Chen,
• Abstract要約: 本研究は$mathcalPT$-symmetric non-Hermitian spin-boson modelを研究する。 可観測物の時間進化はディラック-フランケル時間依存変分原理によって研究される。 結果は、$mathcalPT$対称性が非エルミート量子系のコヒーレントな光-物質相互作用をどのように保護するかについて光を当てた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.631933359112648
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This work studies a $\mathcal{PT}$-symmetric non-Hermitian spin--boson model, consisting of a non-Hermitian two-level system coupled to a continuous bosonic bath. The static properties of the system are analyzed through a projection method derived from the displacement operator. We find that only a single exceptional point (EP) emerges, in contrast to non-Hermitian spin--boson models with finite modes, which typically exhibit multiple EPs. Notably, only a single real eigenvalue is found before the EP, which differs markedly from typical non-Hermitian systems where a pair of real eigenvalues precedes the EP. The time evolution of observables is further investigated via the Dirac--Frenkel time-dependent variational principle. Compared to its Hermitian counterpart, the non-Hermitian model exhibits distinct dynamical signatures, most notably the emergence of oscillations with periodic amplified amplitude. In the $\mathcal{PT}$-unbroken phase, the system exhibits sustained oscillatory dynamics with suppressed decoherence, whereas in the $\mathcal{PT}$-broken phase, additional dissipative channels accelerate decoherence and drive rapid convergence toward a stable steady state. These results shed light on how $\mathcal{PT}$ symmetry protects coherent light--matter interactions in non-Hermitian quantum systems.
• Abstract（参考訳）: この研究は、連続ボゾン浴に結合された非エルミート的二段階系からなる$\mathcal{PT}$-対称非エルミートスピン-ボソンモデルを研究する。 システムの静的特性は、変位演算子から導出される投影法により解析される。 有限モードを持つ非エルミートスピン-ボソンモデルとは対照的に、1つの例外点 (EP) のみが出現する。 特に、EPの前には1つの実固有値しか見つからないが、これは実固有値がEPに先行する典型的な非エルミート系とは異なる。 可観測物の時間進化はディラック-フランケル時間依存変分原理によってさらに研究される。 エルミートモデルと比較すると、非エルミートモデルは異なる動的シグネチャを示し、特に周期的増幅振幅による振動の出現が顕著である。 $\mathcal{PT}$-unbroken 相では、系の持続的な振動ダイナミクスが抑制されたデコヒーレンスを示すのに対し、$\mathcal{PT}$-breakken 相では、追加の散逸チャネルがデコヒーレンスを加速し、安定な状態へと急速に収束する。 これらの結果は、$\mathcal{PT}$対称性が非エルミート量子系におけるコヒーレントな光-物質相互作用をどのように保護するかに光を当てた。

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