无经典对应体的多体系统中的量子混沌

在经典系统中,混沌通过轨迹行为获得明确定义。对于具有经典对应的量子系统,研究人员发现从规则动力学向混沌动力学的转变会体现在谱统计特征的变化上。这一规律也被证实适用于无经典对应的量子系统(包括多体系统)。此外,量子混沌系统会遍历希尔伯特空间中所有允许的构型(即具有遍历性),而可积系统与多体局域相中的系统则被限制在相空间的特定子区域内,因而严重破坏了遍历性。本论文研究了遍历性与局域化之间的中间行为——即弱遍历性破缺现象,并以存在特定动力学约束的自旋翻转PXP自旋链模型为研究对象。该工作首先复现了部分已知结论:通过验证本征态热化假说(ETH),发现PXP能谱中存在少量违反ETH的态;对能级间距统计(量子混沌的经典诊断指标)的分析表明,其统计特征接近半泊松分布,且随系统尺寸增大趋近于维格纳-戴森统计。此外,该团队还探索了该模型前人未涉足的特性:作为另一项量子混沌诊断指标,PXP模型的本征矢分量统计呈现非高斯特性;最后通过量子猝灭实验研究能量在系统中的传播过程,观测到了弹道式传播前沿。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-20 22:23

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