論文の概要: How compactness curbs entanglement growth in bosonic systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.16775v1
• Date: Tue, 17 Mar 2026 16:52:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-18 17:42:07.430391
• Title: How compactness curbs entanglement growth in bosonic systems
• Title（参考訳）: ボゾン系におけるエンタングルメント成長のコンパクト性による抑制
• Authors: Stefan Aimet, Philipp Schmoll, Jens Eisert, Jörg Schmiedmayer, Spyros Sotiriadis,
• Abstract要約: 発散はゼロモード自体の本質的な性質ではなく、特に非コンパクト零モードに対して生じることを示す。 それらの非コンパクトな構成空間は位置空間の非有界な拡散を可能にし、一方連続スペクトルは運動量空間における不確定な退化を可能にする。 特に,コンパクトなフリーボソン(トモナガ・ラッティンガー液)記述が必要であり,一般的な非コンパクトなKlein-Gordonモデルが故障した場合を明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Zero modes, understood here as degrees of freedom with vanishing confining frequency, play a central role in the nonequilibrium dynamics of bosonic systems. In Gaussian models, however, they lead to an unbounded, logarithmic growth of entanglement entropy. We show that this divergence is not an intrinsic property of zero modes themselves, but arises specifically for non-compact zero modes. Their non-compact configuration space allows unbounded spreading in position space, while their continuous spectra enable indefinite dephasing in momentum space. By contrast, compact zero modes in compact bosonic systems behave fundamentally differently: Spreading and dephasing are eventually halted, so that compactness caps the entanglement entropy at a finite value, making its dynamical role most transparent in the presence of a zero mode. We demonstrate this mechanism in a minimal setting by comparing two coupled harmonic oscillators with two coupled quantum rotors. We then show that the same physics persists in many-body systems by contrasting an N-site compact rotor chain with the non-compact harmonic chain. Finally, we relate these insights to ultra-cold-atom realizations of compact quantum field theories. In particular, we clarify when a compact free-boson (Tomonaga-Luttinger liquid) description is required and when the commonly used non-compact massless Klein-Gordon model breaks down. Even when the initial state is accurately captured by a non-compact Gaussian description, compactness ultimately governs the late-time quench dynamics, curbing entanglement growth rather than allowing a dynamical divergence.
• Abstract（参考訳）: 零モードは、ここでは収束周波数が消える自由度として理解され、ボゾン系の非平衡力学において中心的な役割を果たす。 しかし、ガウスモデルでは、エンタングルメントエントロピーの非有界対数的成長をもたらす。 この発散は、ゼロモード自体の本質的な性質ではなく、特に非コンパクト零モードに対して生じるものであることを示す。 それらの非コンパクトな構成空間は位置空間の非有界な拡散を可能にし、一方連続スペクトルは運動量空間における不確定な退化を可能にする。 コンパクトなボゾン系におけるコンパクトなゼロモードは、基本的に異なる振る舞いをする: スプレッドとデフォーカスは最終的に停止し、コンパクト性は絡み合いのエントロピーを有限の値で制限し、その動的役割をゼロモードの存在下で最も透明にする。 2つの結合した量子ローターと2つの結合した高調波発振器を比較することで、この機構を最小限の設定で実証する。 次に、N部位コンパクトロータチェーンと非コンパクト調和鎖とを対比することにより、同じ物理が多体系で持続することを示す。 最後に、これらの知見をコンパクト場の量子論の超コールド原子実現に関連付ける。 特に,コンパクトなフリーボソン(トモナガ・ラッティンガー液)記述が必要であり,一般的な非コンパクトなKlein-Gordonモデルが故障した場合を明らかにする。 初期状態が非コンパクトガウス的記述によって正確に捕捉されたとしても、コンパクト性は究極的にはラストタイムのクエンチダイナミクスを支配し、動的分岐を許さずに絡み合う成長を抑制する。

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