論文の概要: Quantum motility-induced phase separation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.25649v1
• Date: Wed, 26 Aug 2026 11:28:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-27 14:15:15.782253
• Title: Quantum motility-induced phase separation
• Title（参考訳）: 量子運動による相分離
• Abstract要約: 量子MIPSは1次元の活発なハードコアボソンのモデルで起こりうることを示す。 異なる相関長で真の位相分離を復元する数値的な証拠を見いだす。 これらの結果は、コヒーレンス活性相互作用が新しいタイプの非平衡量子状態を生成することを示唆している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Motility-induced phase separation (MIPS) describes a central clustering phenomenon in active matter systems where particles spontaneously separate into dense and dilute phases even in the absence of interparticle attractive forces. Recent theoretical and experimental efforts have taken the first steps to extend active matter concepts to the quantum level. However, whether a genuine quantum analog of MIPS exists and how quantum coherence would compete or cooperate with the dissipative self-propulsion has remained open so far. Here, we provide evidence that quantum MIPS can occur in a model of active hard-core bosons in one dimension. Our model yields superlinear number fluctuations characteristic of MIPS, leading to microphase separation with large but finite cluster size. Adding nearest-neighbor repulsive interactions, we find numerical evidence for restoring genuine phase separation with a divergent correlation length. Crucially, the clustered steady states maintain a long-distance quantum coherence, revealing a genuinely quantum feature with no classical counterpart. These results provide a foundation for exploring quantum MIPS and suggest that the coherence-activity interplay can generate new types of nonequilibrium quantum states.
• Abstract（参考訳）: 運動性誘起相分離(英: Motility-induced phase separation、MIPS)は、粒子が粒子間誘引力がない場合でも、自然に密度と希薄な相に分離する活性物質系における中心的なクラスター化現象である。 最近の理論的、実験的試みは、量子レベルまで活性物質の概念を拡張するための第一歩を踏み出した。 しかし、MIPSの真の量子アナログが存在するか、量子コヒーレンスがどのように競争するか、あるいは、散逸する自己推進とどのように協力するかは、今のところ未解決のままである。 ここでは、量子MIPSが1次元の活発なハードコアボソンのモデルで起こりうることを示す。 我々のモデルでは、MIPSの特徴を持つ超線形数ゆらぎが得られ、大きなが有限のクラスタサイズでマイクロフェーズの分離をもたらす。 隣り合う反発相互作用を加えると、真の位相分離を分岐相関長で復元する数値的な証拠が見つかる。 重要なことに、クラスター化された定常状態は長距離の量子コヒーレンスを維持しており、古典的な特徴を持たない真に量子的な特徴を明らかにしている。 これらの結果は、量子MIPSの探索の基礎となり、コヒーレンス活性相互作用が新しいタイプの非平衡量子状態を生成することを示唆している。

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