里德伯原子晶格规范理论中的实时散射与冻结动力学

理解规范理论的非平衡动力学一直是高能物理学面临的根本性挑战。事实上,从重离子到轻子与强子对撞,大多数规范理论的大规模实验本质上都依赖于高度非平衡的动力学过程,而这类问题通常极难从第一性原理处理。量子模拟技术为解决这一难题提供了独特前景——先驱性实验已观测到规范理论的各种特征现象,如弦断裂与假真空衰变。本工作利用可编程里德堡原子阵列,首次观测到(1+1)维U(1)晶格规范理论中的实时散射与冻结动力学。通过时空哈密顿量工程,该团队演示了动力学禁闭-退禁闭相变,揭示了淬火过程中的弦碎裂与对称性恢复现象。研究人员以单原子位点分辨率追踪了多种参数区间的散射过程,并采用双重淬火协议观察到动力学冻结现象:散射后进行哈密顿量淬火时,尽管注入了大量能量,系统演化(无论是低阶关联还是纠缠度)均陷入停滞,有效稳定于高度关联的平衡态——这种状态令人联想到重离子对撞后的情景。该工作建立了研究非微扰规范动力学的高分辨率方法,为探索高能物理中的深度非平衡现象开辟了新路径。

量科快讯