論文の概要: Microscopic Dynamics of False Vacuum Decay in the $2+1$D Quantum Ising Model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.04305v1
• Date: Wed, 07 Jan 2026 19:00:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-09 17:01:52.878583
• Title: Microscopic Dynamics of False Vacuum Decay in the $2+1$D Quantum Ising Model
• Title（参考訳）: 2+1D量子イジングモデルにおける偽真空減衰の微視的ダイナミクス
• Authors: Umberto Borla, Achilleas Lazarides, Christian Groß, Jad C. Halimeh,
• Abstract要約: 偽真空崩壊は、素粒子物理学と初期の一様宇宙論に関連する顕著な現象である。 近年の数値手法の進歩により、中間時間スケールで2次元のトラクタブルシステムにおける関連するシグネチャの抽出が可能になった。 我々は,原子ライドバーグアレイ上の気泡ダイナミクスの探索を目的とした,現実的な量子シミュレーションスキームを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.003004180595230273
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: False vacuum decay, which is understood to happen through bubble nucleation, is a prominent phenomenon relevant to elementary particle physics and early-universe cosmology. Understanding its microscopic dynamics in higher spatial dimensions is currently a major challenge and research thrust. Recent advances in numerical techniques allow for the extraction of related signatures in tractable systems in two spatial dimensions over intermediate timescales. Here, we focus on the $2+1$D quantum Ising model, where a longitudinal field is used to energetically separate the two $\mathbb{Z}_2$ symmetry-broken ferromagnetic ground states, turning them into a ``true'' and ``false'' vacuum. Using tree tensor networks, we simulate the microscopic dynamics of a spin-down domain in a spin-up background after a homogeneous quench, with parameters chosen so that the domain corresponds to a bubble of the true vacuum in a false-vacuum background. Our study identifies how the ultimate fate of the bubble -- indefinite expansion or collapse -- depends on its geometrical features and on the microscopic parameters of the Ising Hamiltonian. We further provide a realistic quantum-simulation scheme, aimed at probing bubble dynamics on atomic Rydberg arrays.
• Abstract（参考訳）: ファンス真空崩壊は、気泡核形成によって起こると理解されており、素粒子物理学や初期のユニバース宇宙論に関連する顕著な現象である。 高い空間次元でその微視的ダイナミクスを理解することは、現在大きな課題であり、研究の推進力である。 近年の数値計算技術の進歩により、中間時間スケールの2次元におけるトラクタブルシステムにおける関連するシグネチャの抽出が可能となった。 ここでは、2+1ドルの量子イジングモデルに注目し、そこでは縦場を用いて2つの$\mathbb{Z}_2$対称性破壊強磁性基底状態をエネルギー的に分離し、それらを「true」と「false」真空に変換する。 木テンソルネットワークを用いて、均質クエンチ後のスピンアップ背景におけるスピンダウン領域の微視的ダイナミクスをシミュレートし、その領域が偽真空背景における真の真空の泡に対応するようにパラメータを選択した。 我々の研究は、バブルの最終的な運命が、その幾何学的特徴とイジング・ハミルトニアンの微視的パラメータに依存するかを明らかにする。 さらに,原子ライドバーグアレイ上の気泡ダイナミクスの探索を目的とした,現実的な量子シミュレーション手法を提案する。

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