論文の概要: Turing mechanisms in a multimode open quantum system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.07449v1
- Date: Wed, 08 Jul 2026 14:19:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-09 22:50:30.404482
- Title: Turing mechanisms in a multimode open quantum system
- Title（参考訳）: 多モード開量子系におけるチューリング機構
- Abstract要約: 本稿では,Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad (GKSL)マスター方程式によって支配されるボソニックモードの有限鎖におけるパターン形成について検討する。
このモデルは、局所パラメトリック駆動と非線形減衰と、異なる離散空間スケールで動作するモード間の非局所散逸結合を組み合わせる。
古典的な極限において、これらのメカニズムは反応拡散のようなダイナミクスを生成し、チューリング型不安定性の出現を可能にする。
- 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: We investigate pattern formation in a finite chain of bosonic modes whose dynamics is governed by a Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad (GKSL) master equation. The model combines local parametric driving and nonlinear damping with nonlocal dissipative couplings between modes that work on different discrete spatial scales. In the classical limit, these mechanisms generate a reaction-diffusion-like dynamics, allowing the emergence of Turing-type instabilities. The key aspect of the analysis is the coexistence and competition of different unstable spatial modes. Depending on the range of parameters, the system may select different stationary nonuniform configurations, oscillatory wave-like states, or regimes in which multiple modes interact before a dominant pattern is established, thus providing a mechanism for pattern selection. We compare the deterministic bifurcation scenario, generated by a reaction-diffusion-like system derived from semiclassical drift dynamics, with the quantum dynamics, derived via the GKSL master equation, using phase-space methods and reduced Wigner functions. The results show how Turing instabilities, mode competition, and pattern selection can be extended to multimode open quantum systems, providing a bridge between nonlinear dynamical systems, dissipative quantum mechanics, and spatial self-organization.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,Gorini-Kossakowski-Sudarshan-Lindblad(GKSL)マスター方程式によって制御されるボソニックモードの有限鎖におけるパターン形成について検討する。
このモデルは、局所パラメトリック駆動と非線形減衰と、異なる離散空間スケールで動作するモード間の非局所散逸結合を組み合わせる。
古典的な極限において、これらのメカニズムは反応拡散のようなダイナミクスを生成し、チューリング型不安定性の出現を可能にする。
この分析の重要な側面は、異なる不安定な空間モードの共存と競合である。
パラメータの範囲によって、システムは異なる定常的不均一な構成、振動波のような状態、あるいは支配的なパターンが確立する前に複数のモードが相互作用する状態を選択し、パターン選択のメカニズムを提供することができる。
半古典的ドリフト力学から導出される反応拡散様系によって生じる決定論的分岐シナリオと、GKSLマスター方程式によって導出される量子力学とを比較し、位相空間法と還元ウィグナー関数を用いて比較する。
この結果は、チューリング不安定性、モード競合、パターン選択がマルチモードオープン量子システムにどのように拡張され、非線形力学系、散逸量子力学、空間自己組織化の橋渡しとなるかを示している。
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