离子阱中Jackiw-Rebbi场论的分数量子实时碰撞

该研究团队提出并分析了一种基于囚禁离子体系的Jackiw-Rebbi模型量子模拟器。该模型作为(1+1)维量子场论典范,其标量场的孤子激发可束缚费米零模,导致分数化电荷激发。在该方案中,标量场对应于结构相变附近平面锯齿状离子位移的粗粒化描述,离子内部电子态通过横向声子介导相互作用,并与锯齿状面内自旋-声子耦合共同构成Yukawa耦合的Dirac场。不同于固定孤子背景假设,研究人员重点研究了全费米-玻色耦合系统中反向作用与量子涨落的动力学效应。首先采用玻恩-奥本海默近似获得拓扑扭结的有效Peierls-Nabarro势,揭示了费米反向作用如何导致扭结局域化。超越该近似后,结合费米高斯态的截断Wigner近似方法成功捕捉了扭结的量子扩散与局域化现象,以及扭结-反扭结散射过程。该工作揭示了反向作用与量子涨落对分数化费米子稳定性及实时演化的调控机制,并预测了现有囚禁离子平台可观测的实验特征信号。
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提交arXiv: 2025-12-08 17:34

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