論文の概要: Quantum Simulation of Massive Relativistic Fields in 2 + 1 Dimensions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.08840v1
• Date: Mon, 09 Mar 2026 18:59:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-11 15:25:23.763061
• Title: Quantum Simulation of Massive Relativistic Fields in 2 + 1 Dimensions
• Title（参考訳）: 2 + 1次元における大規模相対論的場の量子シミュレーション
• Authors: Yansheng Zhang, Feiyang Wang, Paul H. C. Wong, Alexander C. Jenkins, Konstantinos Konstantinou, Nishant Dogra, Joseph H. Thywissen, Christoph Eigen, Zoran Hadzibabic,
• Abstract要約: 2+1$次元の大規模相対論的場の量子シミュレーションを実現する。 摂動状態において、集合体励起は、調整可能な質量ギャップを持つ相対論的分散を示すことを示す。 我々の研究は、予熱、トポロジカル欠陥のダイナミクス、相対論的偽真空崩壊など、宇宙学的に関係のある現象の研究の可能性を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 34.61960144725398
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum field theories provide fundamental models of complex interacting systems, from high-energy physics and cosmology to condensed matter. However, solving these models in non-perturbative and dynamical regimes is often extremely challenging, particularly in more than one spatial dimension. Analog simulation using tunable synthetic quantum systems can both verify existing theoretical predictions and lead to new physical insights. Here, we realize quantum simulation of massive relativistic fields in $2+1$ dimensions (two spatial dimensions and time), using two coherently coupled spin components in a uniform two-dimensional Bose-Einstein condensate. Specifically, we encode the paradigmatic sine-Gordon model in the field describing the relative phase, $φ$, of the two components. We show that, in the perturbative regime, collective field excitations exhibit a relativistic dispersion with a tuneable mass gap. We also observe explicitly non-perturbative phenomena, including the existence of topological domain walls across which $φ$ rapidly winds by $2π$. Our work opens possibilities for studies of cosmologically relevant phenomena including preheating, dynamics of topological defects, and relativistic false-vacuum decay.
• Abstract（参考訳）: 量子場の理論は、高エネルギー物理学や宇宙論から凝縮物質まで、複雑な相互作用系の基本的なモデルを提供する。 しかし、これらのモデルを非摂動的かつ動的に解くことは、特に複数の空間次元において、しばしば非常に困難である。 チューナブルな合成量子システムを用いたアナログシミュレーションは、既存の理論的予測を検証し、新しい物理的洞察をもたらすことができる。 ここでは、一様2次元ボース・アインシュタイン凝縮体における2つのコヒーレント結合スピン成分を用いて、2+1$次元(2次元と時間)の大規模相対論的場の量子シミュレーションを実現する。 具体的には、2つの成分の相対位相である$φ$を記述する分野において、パラダイム的シネ・ゴードンモデルを符号化する。 摂動状態において、集合体励起は、調整可能な質量ギャップを持つ相対論的分散を示すことを示す。 また、横断する位相的領域の壁が存在して、φ$が2π$の風が急速に吹くような、明示的に非摂動現象も観察する。 我々の研究は、予熱、トポロジカル欠陥のダイナミクス、相対論的偽真空崩壊など、宇宙学的に関係のある現象の研究の可能性を開く。

関連論文リスト

• Probing metric fluctuations with the spin decoherence of a particle in a quantum simulation [0.0]
  ディラックフェルミオンと相互作用する(2+1)Dの巨大重力玩具モデルは、特定の時空変動をサポートすることができる。 我々は、フェルミオンのスピンが時空のゆらぎと結合していることによる進化に焦点を当てる。 このシステムのエミュレーションには、原子の電子状態においてスピン自由度を符号化することが含まれる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-24T12:22:54Z)
• Multi-Photon Quantum Rabi Models with Center-of-Mass Motion [45.73541813564926]
  本稿では,多価ロンバダの原子を空洞内で記述するための厳密な第二量子化フレームワークを提案する。 このアプローチの重要な特徴は、ハミルトニアン平均化理論の原子場作用素への体系的応用である。 顕著な発見は、粒子-粒子相互作用の出現である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-07-07T09:50:48Z)
• A quasi-particle picture for entanglement cones and horizons in analogue cosmology [45.88028371034407]
  自己相互作用型ダイラックフェルミオンに対するスカラーおよび擬似スカラー凝縮体の出現について検討した。 時空拡大による時間-逆対称性の崩壊と擬スカラー凝縮によるパリティが,光円錐状の絡み合いの伝播構造を通して現れることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-03-24T22:20:16Z)
• The Composite Particle Duality: A New Class of Topological Quantum Matter [0.0]
  複合粒子双対性は2+1Dを超える時空次元におけるフラックスアタッチメントと統計変換の概念を拡張している。 双対性の直接的な意味は、任意の次元の相互作用量子系が、あるゲージ場に結合した場合、その統計的性質の変更を経験できるということである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-01T15:46:49Z)
• Quantum field simulator for dynamics in curved spacetime [0.0]
  二次元ボース・アインシュタイン凝縮体における量子場シミュレータをトラップと調整可能な相互作用強度で示す。 波動パケットの伝搬により,正および負の空間曲率を持つ時空の実現を明示的に示す。 時間と空間の異なる曲率に対する新しい解析的予測と定量的に一致している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-21T17:52:50Z)
• Neural-Network Quantum States for Periodic Systems in Continuous Space [66.03977113919439]
  我々は、周期性の存在下での強い相互作用を持つシステムのシミュレーションのために、神経量子状態の族を紹介する。 一次元系では、基底状態エネルギーと粒子の放射分布関数を非常に正確に推定する。 二つの次元において基底状態エネルギーの優れた推定値を得るが、これはより伝統的な手法から得られる結果に匹敵する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-22T15:27:30Z)
• Thermalization dynamics of a gauge theory on a quantum simulator [6.039858993863839]
  ゲージ理論は近代物理学の基礎を形成する。 U(1)対称ゲージ場理論のユニタリダイナミクスの量子シミュレーションを行う。 熱アンサンブルによりよく近似された定常状態へのグローバル量子クエンチと平衡について検討する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-28T18:00:01Z)
• Simulating Quantum Mechanics with a $\theta$-term and an 't Hooft Anomaly on a Synthetic Dimension [2.710787786741731]
  3+1次元の量子色力学を含むゲージ理論における位相的$theta$-termは、古典モンテカルロシミュレーションを非現実的にするサイン問題を引き起こす。 量子シミュレーションはそのようなサイン問題の対象にはならず、将来これらの理論を研究するための有望なアプローチである。 本稿では,Rydberg原子に符号化された合成次元を用いて,$theta$-termと$mathbbZ_n$ potentialを持つ円上での粒子のリアルタイムシミュレーション実験手法を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-16T18:34:46Z)
• Dynamical solitons and boson fractionalization in cold-atom topological insulators [110.83289076967895]
  Incommensurate densities において $mathbbZ$ Bose-Hubbard モデルについて検討する。 我々は、$mathbbZ$フィールドの欠陥が基底状態にどのように現れ、異なるセクターを接続するかを示す。 ポンピングの議論を用いて、有限相互作用においても生き残ることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-24T17:31:34Z)
• Quantum Hall phase emerging in an array of atoms interacting with photons [101.18253437732933]
  位相量子相は現代物理学の多くの概念の根底にある。 ここでは、トポロジカルエッジ状態、スペクトルランダウレベル、ホフスタッターバタフライを持つ量子ホール相が、単純な量子系に出現することを明らかにする。 このようなシステムでは、古典的なディックモデルによって記述されている光に結合した2レベル原子(量子ビット)の配列が、最近、低温原子と超伝導量子ビットによる実験で実現されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-18T14:56:39Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。