Institut für Physik und Materialwissenschaften, Universität Luxemburg, L-1511 Luxemburg
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Abstrakt
Quantenchaos kann sich nicht schneller entwickeln als $lambda leq 2 pi/(hbar beta)$ für Systeme im thermischen Gleichgewicht [Maldacena, Shenker & Stanford, JHEP (2016)]. Diese `MSS-Grenze' auf dem Lyapunov-Exponenten $lambda$ wird durch die Breite des Streifens festgelegt, auf dem der regularisierte Korrelator für die Out-of-Time-Order analytisch ist. Wir zeigen, dass ähnliche Einschränkungen auch den Abfall des spektralen Formfaktors (SFF) begrenzen, der die spektrale Korrelation misst und aus der Fourier-Transformation der zweistufigen Korrelationsfunktion definiert ist. Insbesondere ist der $textit{Wendexponent}$ $eta$, den wir einführen, um den frühen Zerfall der SFF zu charakterisieren, als $etaleq pi/(2hbarbeta)$ begrenzt. Diese Grenze ist universell und existiert außerhalb des chaotischen Regimes. Die Ergebnisse werden an Systemen mit regulärer, chaotischer und abstimmbarer Dynamik veranschaulicht, nämlich dem harmonischen Ein-Teilchen-Oszillator, dem Viel-Teilchen-Calogero-Sutherland-Modell, einem Ensemble aus der Zufallsmatrixtheorie und dem Quanten-Kick-Top. Die Beziehung der abgeleiteten Grenze zu anderen bekannten Grenzen, einschließlich Quantengeschwindigkeitsbegrenzungen, wird diskutiert.
Ausgewähltes Bild: Veranschaulichung des Nachweises der Schranke (oben), Renormierung des Streifens für den exponentiellen Beugungsexponenten (unten links) und den spektralen Formfaktor zusammen mit seinem exponentiellen Abfall (unten rechts)
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Populäre Zusammenfassung
Mit Werkzeugen aus der komplexen Analyse finden wir eine ähnliche Grenze für den anfänglichen Zerfall einer Größe namens Spectral Form Factor (SFF), die aus der Systemverteilungsfunktion bei komplexen Temperaturen definiert ist. Je heißer das System ist, desto schneller kann der frühe Zerfall der SFF sein. Diese Grenze ist universell und nicht auf chaotische Dynamiken beschränkt. Wir veranschaulichen die Ergebnisse in konzeptionell sehr unterschiedlichen Systemen und diskutieren die Zusammenhänge zwischen anderen bekannten Schranken, wie z. B. Quantengeschwindigkeitsbegrenzungen.
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► Referenzen
[1] L. Mandelstam und I. Tamm, in Selected Papers, herausgegeben von IE Tamm, BM Bolotovskii, VY Frenkel und R. Peierls (Springer, Berlin, Heidelberg, 1991), S. 115–123.
https://doi.org/10.1007/978-3-642-74626-0_8
[2] N. Margolus und LB Levitin, Physica D: Nonlinear Phenomena Proceedings of the Fourth Workshop on Physics and Consumption, 120, 188 (1998).
https://doi.org/10.1016/S0167-2789(98)00054-2
[3] LB Levitin und T. Toffoli, Phys. Rev. Lett. 103, 160502 (2009).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.103.160502
[4] A. del Campo, IL Egusquiza, MB Plenio und SF Huelga, Phys. Rev. Lett. 110, 050403 (2013).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.110.050403
[5] MM Taddei, BM Escher, L. Davidovich und RL de Matos Filho, Phys. Rev. Lett. 110, 050402 (2013).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.110.050402
[6] P. Pfeifer und J. Fröhlich, Rev. Mod. No. Phys. 67, 759 (1995).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.67.759
[7] G. Muga, RS Mayato und I. Egusquiza, Hrsg., Time in Quantum Mechanics, 2. Aufl., Lecture Notes in Physics (Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2008).
https://www.springer.com/gp/book/9783540734727
[8] G. Muga, A. Ruschhaupt und A. Campo, Time in Quantum Mechanics-Vol. 2, Bd. 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 und S. Campbell, J. Phys. A: Mathe. Theor. 50, 453001 (2017).
https://doi.org/10.1088/1751-8121/aa86c6
[11] B. Shanahan, A. Chenu, N. Margolus und A. del Campo, Phys. Rev. Lett. 120, 070401 (2018).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.120.070401
[12] M. Okuyama und M. Ohzeki, Phys. Rev. Lett. 120, 070402 (2018).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.120.070402
[13] PM Poggi, S. Campbell und 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 und 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 und J. Sonner, Phys. Rev. D 95, 126008 (2017).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevD.95.126008
[18] M. Bukov, D. Sels und A. Polkovnikov, Physical Review X 9, 011034 (2019).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevX.9.011034
[19] T. Fogarty, S. Deffner, T. Busch und 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 und 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 und A. del Campo, Phys. Rev. Lett. 118, 100602 (2017).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.118.100602
[23] V. Giovannetti, S. Lloyd und L. Maccone, Nature Photon 5, 222 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphoton.2011.35
[24] M. Beau und A. del Campo, Physical Review Letters 119, 010403 (2017).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.119.010403
[25] J. Maldacena, SH Shenker und D. Stanford, J. High Energ. Phys. 2016, 106 (2016).
https: // doi.org/ 10.1007 / JHEP08 (2016) 106
[26] AI Larkin und 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 und R. Yoshii, J. High Energy Phys. 2017, 138 (2017).
https: // doi.org/ 10.1007 / JHEP10 (2017) 138
[28] M. Hanada, H. Shimada und M. Tezuka, Phys. Rev. E 97, 022224 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.97.022224
[29] H. Gharibyan, M. Hanada, B. Swingle und M. Tezuka, J. High Energy Phys. 2019, 82 (2019).
https: // doi.org/ 10.1007 / JHEP04 (2019) 082
[30] T. Akutagawa, K. Hashimoto, T. Sasaki und 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 und NY Yao, Phys. Rev. Lett. 126, 030602 (2021).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.126.030602
[32] EB Rozenbaum, S. Ganeshan und V. Galitski, Phys. Rev. Lett. 118, 086801 (2017).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.118.086801
[33] H. Shen, P. Zhang, R. Fan und H. Zhai, Phys. Rev. B 96, 054503 (2017).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevB.96.054503
[34] N. Tsuji, T. Shitara und 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 und 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 und 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 und JG Hirsch, Phys. Rev. Lett. 122, 024101 (2019).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.122.024101
[38] A. Keles, E. Zhao und 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 und AM Rey, Nat. Kommun. 10, 1581 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41467-019-09436-y
[40] S. PG, V. Madhok und 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 und JG Hirsch, Phys. Rev. E 101, 010202 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.101.010202
[42] Z. Wang, J. Feng und B. Wu, Phys. Rev. Research 3, 033239 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.033239
[43] C. Yin und 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), Vortrag auf dem Fundamental Physics Prize Symposium.
https:///online.kitp.ucsb.edu/online/joint98/kitaev/rm/jwvideo.html
[45] J. Kurchan, J. Stat. Physik. 171, 965 (2018).
https://doi.org/10.1007/s10955-018-2052-7
[46] N. Tsuji, T. Shitara und 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 und M. Srednicki, Phys. Rev. Lett. 123, 230606 (2019).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.123.230606
[49] S. Kundu, J. HighEnerg. Phys. 2022, 10 (2022).
https: // doi.org/ 10.1007 / JHEP04 (2022) 010
[50] S. Pappalardi und J. Kurchan, SciPost Physics 13, 006 (2022).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.13.1.006
[51] S. Pappalardi, L. Foini und J. Kurchan, SciPost Physics 12, 130 (2022).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.12.4.130
[52] S. Grozdanov, Phys. Rev. Lett. 126, 051601 (2021a), Herausgeber: American Physical Society.
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.126.051601
[53] M. Heyl, A. Polkovnikov und S. Kehrein, Phys. Rev. Lett. 110, 135704 (2013), Herausgeber: American Physical Society.
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.110.135704
[54] JLF Barbón und E. Rabinovici, J. High Energy Phys. 2003, 047 (2003).
https://doi.org/10.1088/1126-6708/2003/11/047
[55] J. Barbón und E. Rabinovici, Fortschritte der Physik 52, 642 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1002 / prop.200410157
[56] K. Papadodimas und 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 und 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 und 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 und R. Scharf, Z. Physik B – Condensed Matter 65, 381 (1987).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01303727
[61] B. Bertini, P. Kos und T. Prosen, Physical Review Letters 121, 264101 (2018).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.121.264101
[62] Z. Xu, LP García-Pintos, A. Chenu und A. del Campo, Phys. Rev. Lett. 122, 014103 (2019).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.122.014103
[63] A. del Campo und T. Takayanagi, J. High Energy Phys. 2020, 170 (2020).
https: // doi.org/ 10.1007 / JHEP02 (2020) 170
[64] Z. Xu, A. Chenu, T. Prosen und 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 und 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), Herausgeber: American Institute of PhysicsAIP.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1665604
[68] B. Sutherland, J.Math. Phys. 12, 246 (1971), Herausgeber: American Institute of Physics.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1665584
[69] P. Claus, M. Derix, R. Kallosh, J. Kumar, PK Townsend und A. Van Proeyen, Phys. Rev. Lett. 81, 4553 (1998), Herausgeber: American Physical Society.
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.81.4553
[70] GW Gibbons und PK Townsend, Physics Letters B 454, 187 (1999).
https://doi.org/10.1016/S0370-2693(99)00266-X
[71] O. Lechtenfeld und 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), Herausgeber: American Physical Society.
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.67.937
[73] Y.-S. Wu, Phys. Rev. Lett. 73, 922 (1994), Herausgeber: American Physical Society.
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.73.922
[74] MVN Murthy und R. Shankar, Phys. Rev. Lett. 73, 3331 (1994), Herausgeber: American Physical Society.
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.73.3331
[75] J. Jaramillo, M. Beau und A. d. Campo, New J. Phys. 18, 075019 (2016), Herausgeber: IOP Publishing.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/7/075019
[76] Anzeige. Campo, New J. Phys. 18, 015014 (2016), Herausgeber: 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, in Konferenz über Neutronenphysik nach Flugzeit (1956), S. 1–2.
[79] A. Chenu, IL Egusquiza, J. Molina-Vilaplana und A. del Campo, Sci. Rep. 8, 12634 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-018-30982-w
[80] A. Chenu, J. Molina-Vilaplana und A. del Campo, Quantum 3, 127 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-03-04-127
[81] O. Bohigas, MJ Giannoni und C. Schmit, Phys. Rev. Lett. 52, 1 (1984a).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.52.1
[82] O. Bohigas, MJ Giannoni und C. Schmit, J. Physique Lett. 45, 1015 (1984b).
https:///doi.org/10.1051/jphyslet:0198400450210101500
[83] M. Kuś, R. Scharf und 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 und MV Berry, EPL 5, 383 (1988).
https://doi.org/10.1209/0295-5075/5/5/001
[85] F. Haake und DL Shepelyansky, EPL 5, 671 (1988).
https://doi.org/10.1209/0295-5075/5/8/001
[86] RF Fox und 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 und PS Jessen, Nature 461, 768 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature08396
[88] F. Haake, Quantensignaturen des Chaos (Springer Berlin Heidelberg, 2010).
https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-642-05428-0
[89] J. Wang und J. Gong, Phys. Rev. Lett. 102, 244102 (2009).
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.102.244102
[90] J. Wang und J. Gong, Phys. Rev. E 81, 026204 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.81.026204
[91] K. Bhattacharyya, J. Phys. A: Mathe. Gen. 16, 2993 (1983).
https://doi.org/10.1088/0305-4470/16/13/021
[92] SA Hartnoll und 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
Zitiert von
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