
在现代量子统计基础研究中,明确
关闭量子系统
中涌现的统计物理性子
(即关闭量子系统
的“热化”问题)占有
着焦点的职位。在微观层面临
热化历程的一种诠释
称为“本征热化假说”。该假设以为
对于典型(不行积)的关闭量子多体系统
,每一个有限能量密度本征态自身组成局域观丈量的热力学系综,即该本征态给出的恣意
局域观丈量的期望值即是该能量下微正则系综给出的效果
,同时有限能量密度本征态纠缠熵均知足
体积律。本征热化假说保证了从恣意
初态出发,局域观丈量的动力学演化都市弛豫到热平衡的效果
,因此给出了热化的充实条件。虽然缺少严酷
的理论证实
,但在差异系统
中的大量数值模拟均与其切合,因此本征热化假说是现在
对热化征象
最乐成的理论诠释
。然而近年来,人们在实验和数值模拟中发现了一类违反本征热化假说的特殊系统
。这些(不行积)哈密顿量的本征空间中存在着一个或若干个类似于孤岛的子空间(伤痕空间),当初态位于伤痕空间时,它将长时间甚至永远停留在这一子空间中举行
周期往复运动,这些子空间中的系统本征态(伤痕塔态)也都违反
纠缠熵体积律。因此在伤痕空间内,本征热化假设不建设。而在伤痕空间之外,系统仍知足
本征热化假说。这种在子空间违反本征热化假说的征象
被称为“量子多体伤痕”。图 1. (Rep. Prog. Phys. 81 082001 (2018)) Hard core boson模子
准确
对角化效果
。图中每个点代表一个多体本征态。红点代表不行积能谱,如图所示相同能量本征态的局域算符期望值基内情
同。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中央
凝聚态理论与质料盘算重点实验室方辰研究员指导博士研究生任杰、梁辰光首次指出了在“多体伤痕”模子
中,普遍存在着一种涌现的“准对称性”。之以是
并非对称性,是由于
准对称操作并不与系统
的哈密顿量对易,只是在某些特殊的子空间(伤痕空间)与其对易。也就是说,准对称性是伤痕空间的对称性。与通常的对称性一样,准对称操作也组成群结构,称为准对称群。许多严酷
多体伤痕模子
中的伤痕塔的结构,都可以用某个准对称群的体现理论来明确
。同时,初态在伤痕塔中的周期演化,仅仅通过向哈密顿量中增添
一个准对称群的天生
元即可实现。图 2:(Nat. Phys. 14, 745 (2018)) 量子伤痕模子
中的动力学演化。图中所示的是 PXP 模子
在热化初态和伤痕初态下局域观丈量和纠缠熵的含时演化对比。(a) 纠缠熵演化。其中热化态(黄线所示)的纠缠熵增添
最快,而伤痕态(蓝线所示)纠缠熵增添
最慢;(b) 伤痕初态纠缠熵增量;(c) 伤痕初态局域观丈量的演化,在长时间下局域观丈量仍保持近似周期演化。团队进一步指出,只要给定一个直积态(或矩阵乘积态)以及恣意
给定李群,通过简朴的要领可以天生
一个哈密顿量,它知足
:该李群是该系统
的准对称群;具有伤痕塔;给定的直积态可以作为伤痕塔的初态。用这种简朴的要领,团队重现了绝大多数的伤痕塔,而且结构了具有 SU(3) 准对称群等更重大
结构的新型多体伤痕哈密顿量。该事情重新的角度统一了已有的严酷
多体伤痕模子
,指出了其中普遍存在的涌现群结构,并给出了却
构新型多体伤痕模子
的一样平常
要领。相关研究效果
揭晓
于Phys. Rev. Lett.。该事情获得科技部重点研发妄想
(2016YFA0302400, 2016YFA0300600)、国家自然科学基金委员会(11674370)和中国科学院(XXH13506-202, XDB33000000)的资助。
论文链接
编辑:Eric
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