Institut for Fysik og Materialevidenskab, University of Luxembourg, L-1511 Luxembourg
Finder du denne artikel interessant eller vil du diskutere? Scite eller efterlade en kommentar på SciRate.
Abstrakt
Kvantekaos kan ikke udvikle sig hurtigere end $lambda leq 2 pi/(hbar beta)$ for systemer i termisk ligevægt [Maldacena, Shenker & Stanford, JHEP (2016)]. Denne 'MSS-bundet' på Lyapunov-eksponenten $lambda$ er sat af bredden af den strimmel, hvorpå den regulariserede ude af tiden-ordens korrelator er analytisk. Vi viser, at lignende begrænsninger også bunder henfaldet af den spektrale formfaktor (SFF), der måler spektral korrelation og er defineret ud fra Fourier-transformationen af to-niveau korrelationsfunktionen. Specifikt er $textit{bøjningseksponenten}$ $eta$, som vi introducerer for at karakterisere det tidlige henfald af SFF, afgrænset som $etaleq pi/(2hbarbeta)$. Denne begrænsning er universel og eksisterer uden for det kaotiske regime. Resultaterne er illustreret i systemer med regulær, kaotisk og afstembar dynamik, nemlig den enkelt-partikel harmoniske oscillator, mange-partikel Calogero-Sutherland modellen, et ensemble fra tilfældig matrix teori, og kvante kicked top. Forholdet mellem den afledte grænse og andre kendte grænser, herunder kvantehastighedsgrænser, diskuteres.
Udvalgt billede: Illustration af beviset for bindingen (øverst), renormalisering af strimlen for omfattende bøjningseksponent (nederste venstre) og spektral formfaktor sammen med dens eksponentielle henfald (nederste højre)
[Indlejret indhold]
Populært resumé
Ved hjælp af værktøjer fra kompleks analyse finder vi en lignende grænse for det indledende henfald af en størrelse kaldet Spectral Form Factor (SFF), som defineres fra systempartitionsfunktionen ved komplekse temperaturer. Jo varmere systemet er, jo hurtigere kan det tidlige henfald af SFF være. Denne binding er universel og ikke begrænset til kaotisk dynamik. Vi illustrerer resultaterne i systemer, der er konceptuelt meget forskellige og diskuterer sammenhænge mellem andre kendte grænser, såsom kvantehastighedsgrænser.
► BibTeX-data
► Referencer
[1] L. Mandelstam og I. Tamm, i Selected Papers, redigeret af IE Tamm, BM Bolotovskii, VY Frenkel og R. Peierls (Springer, Berlin, Heidelberg, 1991) s. 115-123.
https://doi.org/10.1007/978-3-642-74626-0_8
[2] N. Margolus og LB Levitin, Physica D: Ikke-lineære fænomener fra den fjerde workshop om fysik og forbrug, 120, 188 (1998).
https://doi.org/10.1016/S0167-2789(98)00054-2
[3] LB Levitin og T. Toffoli, Phys. Rev. Lett. 103, 160502 (2009).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.103.160502
[4] A. del Campo, IL Egusquiza, MB Plenio og SF Huelga, Phys. Rev. Lett. 110, 050403 (2013).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.110.050403
[5] MM Taddei, BM Escher, L. Davidovich og RL de Matos Filho, Phys. Rev. Lett. 110, 050402 (2013).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.110.050402
[6] P. Pfeifer og J. Fröhlich, Rev. Mod. Phys. 67, 759 (1995).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.67.759
[7] G. Muga, RS Mayato og I. Egusquiza, red., Time in Quantum Mechanics, 2. udgave, Lecture Notes in Physics (Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2008).
https:///www.springer.com/gp/book/9783540734727
[8] G. Muga, A. Ruschhaupt og A. Campo, Time in Quantum Mechanics-Vol. 2, bind. 789 (2009).
https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-642-03174-8
[9] MR Frey, Quantum Inf Process 15, 3919 (2016).
https:///doi.org/10.1007/s11128-016-1405-x
[10] S. Deffner og S. Campbell, J. Phys. A: Matematik. Theor. 50, 453001 (2017).
https://doi.org/10.1088/1751-8121/aa86c6
[11] B. Shanahan, A. Chenu, N. Margolus og A. del Campo, Phys. Rev. Lett. 120, 070401 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.070401
[12] M. Okuyama og M. Ohzeki, Phys. Rev. Lett. 120, 070402 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.070402
[13] PM Poggi, S. Campbell og S. Deffner, PRX Quantum 2, 040349 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.040349
[14] LP García-Pintos, SB Nicholson, JR Green, A. del Campo og AV Gorshkov, Physical Review X 12, 011038 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.12.011038
[15] JD Bekenstein, Phys. Rev. Lett. 46, 623 (1981).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.46.623
[16] S. Lloyd, Nature 406, 1047 (2000).
https:///doi.org/10.1038/35023282
[17] A. del Campo, J. Molina-Vilaplana og J. Sonner, Phys. Rev. D 95, 126008 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevD.95.126008
[18] M. Bukov, D. Sels og A. Polkovnikov, Physical Review X 9, 011034 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.9.011034
[19] T. Fogarty, S. Deffner, T. Busch og S. Campbell, Physical Review Letters 124, 110601 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.110601
[20] A. del Campo, Physical Review Letters 126, 180603 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.180603
[21] T. Caneva, M. Murphy, T. Calarco, R. Fazio, S. Montangero, V. Giovannetti og GE Santoro, Phys. Rev. Lett. 103, 240501 (2009).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.103.240501
[22] K. Funo, J.-N. Zhang, C. Chatou, K. Kim, M. Ueda og A. del Campo, Phys. Rev. Lett. 118, 100602 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.118.100602
[23] V. Giovannetti, S. Lloyd og L. Maccone, Nature Photon 5, 222 (2011).
https:///doi.org/10.1038/nphoton.2011.35
[24] M. Beau og A. del Campo, Physical Review Letters 119, 010403 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.010403
[25] J. Maldacena, SH Shenker og D. Stanford, J. High Energ. Phys. 2016, 106 (2016).
https://doi.org/10.1007/JHEP08(2016)106
[26] AI Larkin og YN Ovchinnikov, Soviet Journal of Experimental and Theoretical Physics 28, 1200 (1969).
http:///adsabs.harvard.edu/abs/1969JETP…28.1200L
[27] K. Hashimoto, K. Murata og R. Yoshii, J. High Energy Phys. 2017, 138 (2017).
https://doi.org/10.1007/JHEP10(2017)138
[28] M. Hanada, H. Shimada og M. Tezuka, Phys. Rev. E 97, 022224 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevE.97.022224
[29] H. Gharibyan, M. Hanada, B. Swingle og M. Tezuka, J. High Energy Phys. 2019, 82 (2019).
https://doi.org/10.1007/JHEP04(2019)082
[30] T. Akutagawa, K. Hashimoto, T. Sasaki og R. Watanabe, J. High Energy Phys. 2020, 13 (2020).
https://doi.org/10.1007/JHEP08(2020)013
[31] B. Kobrin, Z. Yang, GD Kahanamoku-Meyer, CT Olund, JE Moore, D. Stanford og NY Yao, Phys. Rev. Lett. 126, 030602 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.030602
[32] EB Rozenbaum, S. Ganeshan og V. Galitski, Phys. Rev. Lett. 118, 086801 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.118.086801
[33] H. Shen, P. Zhang, R. Fan og H. Zhai, Phys. Rev. B 96, 054503 (2017).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.96.054503
[34] N. Tsuji, T. Shitara og M. Ueda, Phys. Rev. E 97, 012101 (2018a).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevE.97.012101
[35] LM Sieberer, T. Olsacher, A. Elben, M. Heyl, P. Hauke, F. Haake og P. Zoller, npj Quantum Inf 5, 1 (2019).
https://doi.org/10.1038/s41534-019-0192-5
[36] EM Fortes, I. García-Mata, RA Jalabert og DA Wisniacki, Phys Rev E 100, 042201 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevE.100.042201
[37] J. Chávez-Carlos, B. López-del Carpio, MA Bastarrachea-Magnani, P. Stránský, S. Lerma-Hernández, LF Santos og JG Hirsch, Phys. Rev. Lett. 122, 024101 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.024101
[38] A. Keles, E. Zhao og WV Liu, Phys. Rev. A 99, 053620 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.99.053620
[39] RJ Lewis-Swan, A. Safavi-Naini, JJ Bollinger og AM Rey, Nat. Commun. 10, 1581 (2019).
https:///doi.org/10.1038/s41467-019-09436-y
[40] S. PG, V. Madhok og A. Lakshminarayan, J. Phys. D: Appl. Phys. 54, 274004 (2021).
https://doi.org/10.1088/1361-6463/abf8f3
[41] S. Pilatowsky-Cameo, J. Chávez-Carlos, MA Bastarrachea-Magnani, P. Stránský, S. Lerma-Hernández, LF Santos og JG Hirsch, Phys. Rev. E 101, 010202 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevE.101.010202
[42] Z. Wang, J. Feng og B. Wu, Phys. Rev. Research 3, 033239 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.3.033239
[43] C. Yin og A. Lucas, Phys. Rev. A 103, 042414 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.103.042414
A. Kitaev, "Hidden Correlations in the Hawking Radiation and Thermal Noise," (2014), tale holdt på Fundamental Physics Prize Symposium.
https:///online.kitp.ucsb.edu/online/joint98/kitaev/rm/jwvideo.html
[45] J. Kurchan, J. Stat. Phys. 171, 965 (2018).
https://doi.org/10.1007/s10955-018-2052-7
[46] N. Tsuji, T. Shitara og M. Ueda, Phys. Rev. E 98, 012216 (2018b).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevE.98.012216
[47] GJ Turiaci, J. High Energy Phys. 2019, 99 (2019).
https://doi.org/10.1007/JHEP07(2019)099
[48] C. Murthy og M. Srednicki, Phys. Rev. Lett. 123, 230606 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.230606
[49] S. Kundu, J. Højenergi. Phys. 2022, 10 (2022).
https://doi.org/10.1007/JHEP04(2022)010
[50] S. Pappalardi og J. Kurchan, SciPost Physics 13, 006 (2022).
https:///doi.org/10.21468/SciPostPhys.13.1.006
[51] S. Pappalardi, L. Foini og J. Kurchan, SciPost Physics 12, 130 (2022).
https:///doi.org/10.21468/SciPostPhys.12.4.130
[52] S. Grozdanov, fys. Rev. Lett. 126, 051601 (2021a), udgiver: American Physical Society.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.051601
[53] M. Heyl, A. Polkovnikov og S. Kehrein, Phys. Rev. Lett. 110, 135704 (2013), udgiver: American Physical Society.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.110.135704
[54] JLF Barbón og E. Rabinovici, J. High Energy Phys. 2003, 047 (2003).
https://doi.org/10.1088/1126-6708/2003/11/047
[55] J. Barbón og E. Rabinovici, Fortschritte der Physik 52, 642 (2004).
https://doi.org/10.1002/prop.200410157
[56] K. Papadodimas og S. Raju, Phys. Rev. Lett. 115, 211601 (2015).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.211601
[57] JS Cotler, G. Gur-Ari, M. Hanada, J. Polchinski, P. Saad, SH Shenker, D. Stanford, A. Streicher og M. Tezuka, J. High Energ. Phys. 2017, 118 (2017a).
https://doi.org/10.1007/JHEP05(2017)118
[58] J. Cotler, N. Hunter-Jones, J. Liu og B. Yoshida, J. High Energy Phys. 2017, 48 (2017b).
https://doi.org/10.1007/JHEP11(2017)048
[59] ML Mehta, Random Matrices (Elsevier/Academic Press, 2004).
https://www.elsevier.com/books/random-matrices/lal-mehta/978-0-12-088409-4
[60] F. Haake, M. Kuś og R. Scharf, Z. Physik B – Condensed Matter 65, 381 (1987).
https:///doi.org/10.1007/BF01303727
[61] B. Bertini, P. Kos og T. Prosen, Physical Review Letters 121, 264101 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.264101
[62] Z. Xu, LP García-Pintos, A. Chenu og A. del Campo, Phys. Rev. Lett. 122, 014103 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.014103
[63] A. del Campo og T. Takayanagi, J. High Energy Phys. 2020, 170 (2020).
https://doi.org/10.1007/JHEP02(2020)170
[64] Z. Xu, A. Chenu, T. Prosen og A. del Campo, Phys. Rev. B 103, 064309 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevB.103.064309
[65] J. Cornelius, Z. Xu, A. Saxena, A. Chenu og A. del Campo, Phys. Rev. Lett. 128, 190402 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.190402
[66] RE Prange, Phys. Rev. Lett. 78, 2280 (1997).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.78.2280
[67] F. Calogero, Journal of Mathematical Physics 12, 419 (2003), udgiver: American Institute of PhysicsAIP.
https:///doi.org/10.1063/1.1665604
[68] B. Sutherland, J. Math. Phys. 12, 246 (1971), udgiver: American Institute of Physics.
https:///doi.org/10.1063/1.1665584
[69] P. Claus, M. Derix, R. Kallosh, J. Kumar, PK Townsend og A. Van Proeyen, Phys. Rev. Lett. 81, 4553 (1998), udgiver: American Physical Society.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.81.4553
[70] GW Gibbons og PK Townsend, Physics Letters B 454, 187 (1999).
https://doi.org/10.1016/S0370-2693(99)00266-X
[71] O. Lechtenfeld og S. Nampuri, Physics Letters B 753, 263 (2016).
https:///doi.org/10.1016/j.physletb.2015.11.083
[72] FDM Haldane, Phys. Rev. Lett. 67, 937 (1991), udgiver: American Physical Society.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.67.937
[73] Y.-S. Wu, Phys. Rev. Lett. 73, 922 (1994), udgiver: American Physical Society.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.73.922
[74] MVN Murthy og R. Shankar, Phys. Rev. Lett. 73, 3331 (1994), udgiver: American Physical Society.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.73.3331
[75] J. Jaramillo, M. Beau og A.d. Campo, New J. Phys. 18, 075019 (2016), udgiver: IOP Publishing.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/7/075019
[76] A. d. Campo, New J. Phys. 18, 015014 (2016), udgiver: IOP Publishing.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/1/015014
[77] EP Wigner, Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society 47, 790 (1951).
https:///doi.org/10.1017/S0305004100027237
[78] EP Wigner, i Conference on neutron physics by time-of-flight (1956) s. 1-2.
[79] A. Chenu, IL Egusquiza, J. Molina-Vilaplana og A. del Campo, Sci. Rep. 8, 12634 (2018).
https:///doi.org/10.1038/s41598-018-30982-w
[80] A. Chenu, J. Molina-Vilaplana og A. del Campo, Quantum 3, 127 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-03-04-127
[81] O. Bohigas, MJ Giannoni og C. Schmit, Phys. Rev. Lett. 52, 1 (1984a).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.52.1
[82] O. Bohigas, MJ Giannoni og C. Schmit, J. Physique Lett. 45, 1015 (1984b).
https:///doi.org/10.1051/jphyslet:0198400450210101500
[83] M. Kuś, R. Scharf og F. Haake, Z. Physik B – Condensed Matter 66, 129 (1987).
https:///doi.org/10.1007/BF01312770
[84] R. Scharf, B. Dietz, M. Kuś, F. Haake og MV Berry, EPL 5, 383 (1988).
https://doi.org/10.1209/0295-5075/5/5/001
[85] F. Haake og DL Shepelyansky, EPL 5, 671 (1988).
https://doi.org/10.1209/0295-5075/5/8/001
[86] RF Fox og TC Elston, Phys. Rev. E 50, 2553 (1994).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevE.50.2553
[87] S. Chaudhury, A. Smith, BE Anderson, S. Ghose og PS Jessen, Nature 461, 768 (2009).
https:///doi.org/10.1038/nature08396
[88] F. Haake, Quantum Signatures of Chaos (Springer Berlin Heidelberg, 2010).
https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-642-05428-0
[89] J. Wang og J. Gong, Phys. Rev. Lett. 102, 244102 (2009).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.102.244102
[90] J. Wang og J. Gong, Phys. Rev. E 81, 026204 (2010).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevE.81.026204
[91] K. Bhattacharyya, J. Phys. A: Matematik. Gen. 16, 2993 (1983).
https://doi.org/10.1088/0305-4470/16/13/021
[92] SA Hartnoll og AP Mackenzie, "Planckian Dissipation in Metals," (2022), arXiv:2107.07802 [cond-mat, physics:hep-th].
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2107.07802
arXiv: 2107.07802
[93] S. Grozdanov, Physical Review Letters 126, 051601 (2021b).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.051601
Citeret af
Kunne ikke hente Crossref citeret af data under sidste forsøg 2022-11-03 18:29:27: Kunne ikke hente citerede data for 10.22331/q-2022-11-03-852 fra Crossref. Dette er normalt, hvis DOI blev registreret for nylig. På SAO/NASA ADS ingen data om at citere værker blev fundet (sidste forsøg 2022-11-03 18:29:27).
Dette papir er udgivet i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) licens. Ophavsretten forbliver hos de originale copyright-indehavere, såsom forfatterne eller deres institutioner.
