将时间粗粒化视为宏观摩擦的起源:基于数据驱动Liouvillian提取的量子自旋链研究

从可逆的孤立量子多体系统幺正动力学中理解宏观不可逆流体力学行为的涌现,始终是一个根本性挑战。传统方法往往将自旋密度动力学强行归入纯扩散模型,掩盖了压力、自旋电流和局域摩擦之间的微观相互作用。此外,将真正的不可逆性与严格的幺正演化相调和,也引发了关于观测者时间分辨率作用的深刻问题。本文提出了一种基于广义扩展动态模式分解(gEDMD)与Mori-Zwanzig投影相结合的全数据驱动框架。通过将可观测量字典显式扩展至包含自旋电流,我们直接从混沌XXZ自旋链中提取出纳维-斯托克斯流体力学系数,并跨越不同的时间粗粒化尺度。我们的无约束提取揭示了一个深刻的物理二分性:机械弹性(c²)源自精确的幺正动力学,保持了严格的微观可逆性。截然相反的是,宏观摩擦(γ)和运动粘度(ν)表现出零净耗散,在精确导数极限下围绕零快速振荡。我们证明,没有有限的时间粗粒化,就无法建立真正的宏观输运。通过引入有限观测时间尺度(Δt_cg > 0),系统经历一个明确的交叉时间尺度,在此尺度上这些可逆波动平均化,从而建立了一个产生严格正摩擦和粘度的中间功能区间。我们的结果清楚地表明,孤立量子系统中的宏观摩擦并非绝对属性,而从根本上是由观测者的时间分辨率决定的涌现现象。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-05-07 02:41

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