强对称性破缺在开放量子系统中的表现:从离散粒子到连续流体动力学
该研究团队探索了U(1)对称性(即电荷守恒)开放系统动力学下自发强-弱对称性破缺(SW-SSB)的起始现象。研究人员将这一现象定义于量子态与经典概率分布中,并通过三个互补模型展开研究,其中某个模型在短时域内展现出非平庸的量子相干性。主要结论如下:在一维情况下,强对称性在任何有限时间内都不会自发破缺;但探测强-弱对称性破缺的关联函数会在线性增长的空间尺度上形成有序态,其增长速度远超电荷扩散速率。该工作通过多种SW-SSB探测手段的数值模拟验证了这一标度规律,并借助场论分析进行理论推导。此外,研究人员将这种标度行为与通过外围测量推断子区域电荷量的问题联系起来,构建了显式解码协议以阐明其物理本质。 在二维情况下,场论分析与数值模拟支持有限时间内发生类似Berezinskii-Kosterlitz-Thouless型的SW-SSB转变。与之形成对比的是,连续流体动力学框架下,二维及以上维度的SW-SSB会在无限短时间内发生。因此,SW-SSB转变时间可视为连续流体动力学描述诞生的标志,更准确地说,是超越该时间尺度后便无法再推断离散粒子世界线等非流体动力学信息。该团队通过分析特定模型支持了这一图景——利用SW-SSB从底层量子动力学推导出经典随机流体动力学描述。
量科快讯
1 天前
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