論文の概要: Characterization of Phase Transitions in a Lipkin-Meshkov-Glick Quantum Brain Model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.03345v1
- Date: Tue, 24 Feb 2026 07:36:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-05 21:29:15.004784
- Title: Characterization of Phase Transitions in a Lipkin-Meshkov-Glick Quantum Brain Model
- Title（参考訳）: リプキン・メシュコフ・グリック量子脳モデルにおける相転移のキャラクタリゼーション
- Authors: Elvira Romera, Joaquín J. Torres,
- Abstract要約: 我々はLipkin-Meshkov-Glickフレームワークにインスパイアされた量子脳モデルにおける相転移の出現を分析する。
このレトロアクティブ機構を組み込むことで相構造が大幅に再活性化されることが示されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: In this work we analyze the emergence of phase transitions in a quantum brain model inspired by the Lipkin-Meshkov-Glick framework, where biologically motivated synaptic feedback modulates the collective interaction in a nonlinear and state-dependent manner. We demonstrate that incorporating this retroactive mechanism substantially reshapes the phase structure, yielding an expansion of the paramagnetic phase at the expense of the ferromagnetic phases relative to the feedback-free scenario. This effect is markedly enhanced in the presence of a longitudinal field, as the feedback couples directly to the longitudinal magnetization, leading to an appreciable displacement of the critical boundaries. We characterize the ensuing transitions from a phase-space perspective by means of the ground-state Husimi distribution and the Wehrl entropy, which provide a robust diagnosis of qualitative changes in localization and enable a quantitative assessment of feedback-induced deformations of the phase diagram. Additionally, we perform an explicit dynamical analysis based on mean-field equations for the collective-spin orientation self-consistently coupled to the synaptic dynamics, which reproduces with high fidelity the quantum time evolution of collective observables for the protocols considered. Overall, these findings substantiate the suitability of this quantum brain model as a controlled theoretical framework for elucidating how synaptic plasticity mechanisms can parametrically tune and reshape collective criticality.
- Abstract（参考訳）: 本研究では、リプキン-メシュコフ-グリックフレームワークに触発された量子脳モデルにおける相転移の出現を分析し、生物学的に動機付けられたシナプスフィードバックは、非線形および状態依存的な方法で集団的相互作用を変調する。
本研究では, この逆活性機構を組み込むことで相構造が大幅に再活性化し, 強磁性相を犠牲にして常磁性相が拡大されることを実証する。
この効果は縦磁場の存在下で顕著に増強され、フィードバックが直交する長手磁化により臨界境界がかなりずれる。
本研究では, 地中フシミ分布とWehrlエントロピーを用いて位相空間からの遷移を特徴付け, 局所化における定性的変化のロバスト診断を行い, 位相図のフィードバック誘起変形の定量的評価を可能にする。
さらに,集合スピン配向を自己整合的に結合した平均場方程式に基づく明示的力学解析を行い,その量子時間進化を高忠実に再現する。
これらの知見は、シナプスの可塑性機構が集団的臨界度をパラメトリックに調整し、再形成する方法を解明するための制御された理論的枠組みとして、この量子脳モデルの適合性を裏付けるものである。
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