論文の概要: Strong-to-Weak Symmetry Breaking in Open Quantum Systems: From Discrete Particles to Continuum Hydrodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.16045v1
• Date: Tue, 17 Feb 2026 21:55:47 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2026-02-19 12:31:10.303446
• Title: Strong-to-Weak Symmetry Breaking in Open Quantum Systems: From Discrete Particles to Continuum Hydrodynamics
• Title（参考訳）: オープン量子系における強-弱対称性の破れ:離散粒子から連続流体力学へ
• Authors: Jacob Hauser, Kaixiang Su, Hyunsoo Ha, Jerome Lloyd, Thomas G. Kiely, Romain Vasseur, Sarang Gopalakrishnan, Cenke Xu, Matthew P. A. Fisher,
• Abstract要約: 我々はU(1)対称性(すなわち電荷保存)な開系力学の下で自発的な強弱対称性の破れの開始を探求する。 ある次元では、強い対称性は任意の有限時間で自発的に壊れることはないが、強弱対称性の破れを示す相関器は、時間的に線形に成長する長さスケールの秩序を発達させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3482692226532415
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• Abstract: We explore the onset of spontaneous strong-to-weak symmetry breaking (SW-SSB) under U(1)-symmetric (i.e., charge-conserving) open-system dynamics. We define this phenomenon for quantum states and classical probability distributions, and explore it in three complementary models, one of which exhibits nontrivial quantum coherence at short times. Our main conclusions are as follows. In one dimension, the strong symmetry is not spontaneously broken at any finite time; however, correlators probing strong-to-weak symmetry breaking develop order on length scales that grow linearly in time, parametrically faster than charge diffusion. We provide numerical evidence for this scaling in multiple distinct probes of SW-SSB, and derive it from a field-theory analysis. Moreover, we relate this scaling to the problem of inferring the charge inside a subregion by measuring its surroundings, and construct explicit decoding protocols that illustrate its origin. In two dimensions, field theory and numerical simulations support a finite-time Berezinskii-Kosterlitz-Thouless-like SW-SSB transition. Within continuum hydrodynamics, by contrast, SW-SSB happens at infinitesimal time in two or more dimensions. The SW-SSB transition time can thus be interpreted as marking the emergence of a continuum hydrodynamic description, or (more precisely) the timescale beyond which non-hydrodynamic information such as discrete particle worldlines can no longer be inferred. We support this picture by analyzing a model in which we exploit SW-SSB to derive a classical stochastic hydrodynamic description from the underlying quantum dynamics.
• Abstract（参考訳）: 我々は、U(1)対称(すなわち電荷保存)開系力学の下で、自発的な強弱対称性破壊(SW-SSB)の開始を探索する。 量子状態と古典確率分布に対してこの現象を定義し、これを3つの相補的モデルで探索し、そのうちの1つは短時間で非自明な量子コヒーレンスを示す。 主な結論は以下の通りである。 ある次元では、強い対称性は任意の有限時間で自発的に壊れることはないが、強弱対称性の破れを示す相関器は、電荷拡散よりもパラメトリックに、線形に成長する長さスケールの秩序を発達させる。 SW-SSBの複数の異なるプローブにおいて、このスケーリングの数値的証拠を提供し、フィールド理論解析から導出する。 さらに、このスケーリングを、その周辺を測定することで、サブリージョン内の電荷を推定する問題と関連付け、その起源を示す明示的な復号プロトコルを構築する。 2次元では、場の理論と数値シミュレーションが有限時間ベレジンスキー-コステリッツ-チューレス-SW-SSB遷移をサポートする。 対照的に連続流体力学では、SW-SSBは2つ以上の次元において無限小の時間で起こる。 したがって、SW-SSB遷移時間は、連続的な流体力学記述の出現を示すもの、あるいは(より正確には)離散粒子世界線のような非流体力学的情報がもはや推測できない時間スケールと解釈できる。 我々は、SW-SSBを利用した古典的確率的流体力学記述を基礎となる量子力学から導き出すモデルを分析することにより、この図を支持する。

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