Afdeling Natuurkunde en Materiaalkunde, Universiteit van Luxemburg, L-1511 Luxemburg
Vind je dit artikel interessant of wil je het bespreken? Scite of laat een reactie achter op SciRate.
Abstract
Kwantumchaos kan zich niet sneller ontwikkelen dan $lambda leq 2 pi/(hbar beta)$ voor systemen in thermisch evenwicht [Maldacena, Shenker & Stanford, JHEP (2016)]. Deze `MSS-gebonden' op de Lyapunov-exponent $lambda$ wordt bepaald door de breedte van de strip waarop de geregulariseerde out-of-time-order-correlator analytisch is. We laten zien dat vergelijkbare beperkingen ook het verval van de spectrale vormfactor (SFF) begrenzen, die spectrale correlatie meet en wordt gedefinieerd op basis van de Fourier-transformatie van de correlatiefunctie op twee niveaus. In het bijzonder is de $textit{inflection exponent}$ $eta$, die we introduceren om het vroege verval van de SFF te karakteriseren, begrensd als $etaleq pi/(2hbarbeta)$. Deze grens is universeel en bestaat buiten het chaotische regime. De resultaten worden geïllustreerd in systemen met regelmatige, chaotische en afstembare dynamiek, namelijk de harmonische oscillator met één deeltje, het Calogero-Sutherland-model met veel deeltjes, een ensemble uit de willekeurige matrixtheorie en de quantum kicked top. De relatie van de afgeleide grens met andere bekende grenzen, inclusief kwantumsnelheidslimieten, wordt besproken.
Uitgelichte afbeelding: Illustratie van het bewijs van de grens (boven), renormalisatie van de strip voor uitgebreide verbuigingsexponent (linksonder) en spectrale vormfactor samen met zijn exponentieel verval (rechtsonder)
[Ingesloten inhoud]
Populaire samenvatting
Met behulp van tools uit complexe analyse vinden we een vergelijkbare grens op het initiële verval van een grootheid die de spectrale vormfactor (SFF) wordt genoemd, die wordt gedefinieerd vanuit de systeempartitiefunctie bij complexe temperaturen. Hoe heter het systeem, hoe sneller het vroege verval van de SFF kan zijn. Deze grens is universeel en niet beperkt tot chaotische dynamiek. We illustreren de resultaten in systemen die conceptueel heel verschillend zijn en bespreken de verbanden tussen andere bekende grenzen, zoals kwantumsnelheidslimieten.
► BibTeX-gegevens
► Referenties
[1] L. Mandelstam en I. Tamm, in Selected Papers, onder redactie van IE Tamm, BM Bolotovskii, VY Frenkel en R. Peierls (Springer, Berlijn, Heidelberg, 1991), blz. 115-123.
https://doi.org/10.1007/978-3-642-74626-0_8
[2] N. Margolus en LB Levitin, Physica D: Niet-lineaire verschijnselen Proceedings van de vierde workshop over fysica en consumptie, 120, 188 (1998).
https://doi.org/10.1016/S0167-2789(98)00054-2
[3] LB Levitin en T. Toffoli, Phys. ds. Lett. 103, 160502 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.103.160502
[4] A. del Campo, IL Egusquiza, MB Plenio en SF Huelga, Phys. Rev. Lett. 110, 050403 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.110.050403
[5] MM Taddei, BM Escher, L. Davidovich en RL de Matos Filho, Phys. Rev. Lett. 110, 050402 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.110.050402
[6] P. Pfeifer en J. Fröhlich, Rev. Mod. Fys. 67, 759 (1995).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.67.759
[7] G. Muga, RS Mayato en I. Egusquiza, eds., Time in Quantum Mechanics, 2e ed., Lecture Notes in Physics (Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2008).
https: / / www.springer.com/ gp / boek / 9783540734727
[8] G. Muga, A. Ruschhaupt en A. Campo, Tijd in Quantum Mechanics-Vol. 2, vol. 789 (2009).
https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-642-03174-8
[9] MR Frey, Quantum Inf-proces 15, 3919 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s11128-016-1405-x
[10] S. Deffner en S. Campbell, J. Phys. A: wiskunde. Theor. 50, 453001 (2017).
https://doi.org/10.1088/1751-8121/aa86c6
[11] B. Shanahan, A. Chenu, N. Margolus en A. del Campo, Phys. ds. Lett. 120, 070401 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.070401
[12] M. Okuyama en M. Ohzeki, Phys. ds. Lett. 120, 070402 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.070402
[13] PM Poggi, S. Campbell en 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 en AV Gorshkov, Physical Review X 12, 011038 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.12.011038
[15] JD Bekenstein, Phys. ds. 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, en J. Sonner, Phys. Rev. D 95, 126008 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.95.126008
[18] M. Bukov, D. Sels en A. Polkovnikov, Physical Review X 9, 011034 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.9.011034
[19] T. Fogarty, S. Deffner, T. Busch en 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 en GE Santoro, Phys. ds. Lett. 103, 240501 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.103.240501
[22] K. Funo, J.-N. Zhang, C. Chatou, K. Kim, M. Ueda en A. del Campo, Phys. Rev. Lett. 118, 100602 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.100602
[23] V. Giovannetti, S. Lloyd en L. Maccone, Nature Photon 5, 222 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphoton.2011.35
[24] M. Beau en A. del Campo, Physical Review Letters 119, 010403 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.010403
[25] J. Maldacena, SH Shenker en D. Stanford, J. High Energ. Fys. 2016, 106 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP08 (2016) 106
[26] AI Larkin en 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 en R. Yoshii, J. High Energy Phys. 2017, 138 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP10 (2017) 138
[28] M. Hanada, H. Shimada en M. Tezuka, Phys. Rev. E 97, 022224 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.97.022224
[29] H. Gharibyan, M. Hanada, B. Swingle en M. Tezuka, J. High Energy Phys. 2019, 82 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP04 (2019) 082
[30] T. Akutagawa, K. Hashimoto, T. Sasaki en 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 en NY Yao, Phys. ds. Lett. 126, 030602 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.030602
[32] EB Rozenbaum, S. Ganeshan en V. Galitski, Phys. ds. Lett. 118, 086801 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.086801
[33] H. Shen, P. Zhang, R. Fan en H. Zhai, Phys. Rev. B 96, 054503 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.96.054503
[34] N. Tsuji, T. Shitara en 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 en 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 en 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 en JG Hirsch, Phys. ds. Lett. 122, 024101 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.024101
[38] A. Keles, E. Zhao en 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 en AM Rey, Nat. gemeenschappelijk. 10, 1581 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41467-019-09436-y
[40] S. PG, V. Madhok en A. Lakshminarayan, J. Phys. D: Appl. Fys. 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 en JG Hirsch, Phys. Rev. E 101, 010202 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.101.010202
[42] Z. Wang, J. Feng en B. Wu, Phys. Rev. Onderzoek 3, 033239 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.033239
[43] C. Yin en A. Lucas, Phys. Rev. A 103, 042414 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.042414
A. Kitaev, "Verborgen correlaties in de Hawking-straling en thermische ruis", (2014), lezing gegeven op het Fundamental Physics Prize Symposium.
https:///online.kitp.ucsb.edu/online/joint98/kitaev/rm/jwvideo.html
[45] J. Kurchan, J. Stat. Fys. 171, 965 (2018).
https://doi.org/10.1007/s10955-018-2052-7
[46] N. Tsuji, T. Shitara en M. Ueda, Phys. Rev. E 98, 012216 (2018b).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.98.012216
[47] GJ Turiaci, J. Hoge energie Phys. 2019, 99 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP07 (2019) 099
[48] C. Murthy en M. Srednicki, Phys. ds. Lett. 123, 230606 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.230606
[49] S. Kundu, J. High Energ. Fys. 2022, 10 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP04 (2022) 010
[50] S. Pappalardi en J. Kurchan, SciPost Physics 13, 006 (2022).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.13.1.006
[51] S. Pappalardi, L. Foini en J. Kurchan, SciPost Physics 12, 130 (2022).
https: / / doi.org/ 10.21468 / SciPostPhys.12.4.130
[52] S. Grozdanov, Phys. ds. Lett. 126, 051601 (2021a), uitgever: American Physical Society.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.051601
[53] M. Heyl, A. Polkovnikov en S. Kehrein, Phys. ds. Lett. 110, 135704 (2013), uitgever: American Physical Society.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.110.135704
[54] JLF Barbón en E. Rabinovici, J. High Energy Phys. 2003, 047 (2003).
https://doi.org/10.1088/1126-6708/2003/11/047
[55] J. Barbón en E. Rabinovici, Fortschritte der Physik 52, 642 (2004).
https: / / doi.org/ 10.1002 / prop.200410157
[56] K. Papadodimas en S. Raju, Phys. ds. 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 en M. Tezuka, J. High Energ. Fys. 2017, 118 (2017a).
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP05 (2017) 118
[58] J. Cotler, N. Hunter-Jones, J. Liu en 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 en R. Scharf, Z. Physik B – gecondenseerde materie 65, 381 (1987).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01303727
[61] B. Bertini, P. Kos en T. Prosen, Physical Review Letters 121, 264101 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.264101
[62] Z. Xu, LP García-Pintos, A. Chenu, en A. del Campo, Phys. ds. Lett. 122, 014103 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.014103
[63] A. del Campo en T. Takayanagi, J. High Energy Phys. 2020, 170 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1007 / JHEP02 (2020) 170
[64] Z. Xu, A. Chenu, T. Prosen en 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 en A. del Campo, Phys. ds. Lett. 128, 190402 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.128.190402
[66] RE Prange, Phys. ds. Lett. 78, 2280 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.78.2280
[67] F. Calogero, Journal of Mathematical Physics 12, 419 (2003), uitgever: American Institute of PhysicsAIP.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1665604
[68] B. Sutherland, J. Math. Fys. 12, 246 (1971), uitgever: American Institute of Physics.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1665584
[69] P. Claus, M. Derix, R. Kallosh, J. Kumar, PK Townsend en A. Van Proeyen, Phys. ds. Lett. 81, 4553 (1998), uitgever: American Physical Society.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.81.4553
[70] GW Gibbons en PK Townsend, Physics Letters B 454, 187 (1999).
https://doi.org/10.1016/S0370-2693(99)00266-X
[71] O. Lechtenfeld en S. Nampuri, Physics Letters B 753, 263 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physletb.2015.11.083
[72] FDM Haldane, Phys. ds. Lett. 67, 937 (1991), uitgever: American Physical Society.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.67.937
[73] Y.-S. Wu, Phys. ds. Lett. 73, 922 (1994), uitgever: American Physical Society.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.73.922
[74] MVN Murthy en R. Shankar, Phys. ds. Lett. 73, 3331 (1994), uitgever: American Physical Society.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.73.3331
[75] J. Jaramillo, M. Beau en A. d. Campo, New J. Phys. 18, 075019 (2016), uitgever: IOP Publishing.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/7/075019
[76] Advertentie. Campo, New J. Phys. 18, 015014 (2016), uitgever: IOP Publishing.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/18/1/015014
[77] EP Wigner, Mathematical Proceedings van de Cambridge Philosophical Society 47, 790 (1951).
https: / / doi.org/ 10.1017 / S0305004100027237
[78] EP Wigner, in Conferentie over neutronenfysica door time-of-flight (1956), blz. 1-2.
[79] A. Chenu, IL Egusquiza, J. Molina-Vilaplana, en A. del Campo, Sci. Rep. 8, 12634 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-018-30982-w
[80] A. Chenu, J. Molina-Vilaplana en A. del Campo, Quantum 3, 127 (2019).
https://doi.org/10.22331/q-2019-03-04-127
[81] O. Bohigas, MJ Giannoni en C. Schmit, Phys. ds. Lett. 52, 1 (1984a).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.52.1
[82] O. Bohigas, MJ Giannoni en C. Schmit, J. Physique Lett. 45, 1015 (1984b).
https:///doi.org/10.1051/jphyslet:0198400450210101500
[83] M. Kuś, R. Scharf en F. Haake, Z. Physik B – Condensed Matter 66, 129 (1987).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01312770
[84] R. Scharf, B. Dietz, M. Kuo, F. Haake en MV Berry, EPL 5, 383 (1988).
https://doi.org/10.1209/0295-5075/5/5/001
[85] F. Haake en DL Shepelyansky, EPL 5, 671 (1988).
https://doi.org/10.1209/0295-5075/5/8/001
[86] RF Fox en 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 en PS Jessen, Nature 461, 768 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature08396
[88] F. Haake, Quantum Handtekeningen van Chaos (Springer Berlin Heidelberg, 2010).
https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-642-05428-0
[89] J. Wang en J. Gong, Phys. ds. Lett. 102, 244102 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.244102
[90] J. Wang en J. Gong, Phys. Rev. E 81, 026204 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.81.026204
[91] K. Bhattacharyya, J. Phys. een: Wiskunde. Gen. 16, 2993 (1983).
https://doi.org/10.1088/0305-4470/16/13/021
[92] SA Hartnoll en AP Mackenzie, "Planckiaanse dissipatie in metalen," (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
Geciteerd door
Kon niet ophalen Door Crossref geciteerde gegevens tijdens laatste poging 2022-11-03 18:29:27: Kon geciteerde gegevens voor 10.22331 / q-2022-11-03-852 niet ophalen van Crossref. Dit is normaal als de DOI recent is geregistreerd. Aan SAO / NASA ADS er zijn geen gegevens gevonden over het citeren van werken (laatste poging 2022-11-03 18:29:27).
Dit artikel is gepubliceerd in Quantum onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationaal (CC BY 4.0) licentie. Het auteursrecht blijft berusten bij de oorspronkelijke houders van auteursrechten, zoals de auteurs of hun instellingen.
