自由费米子中量子热化的封闭系统设定

该工作研究热化现象以及在一个封闭量子系统中可能出现的姆潘巴效应,该系统模拟了系统仅在其边界处与热库耦合的相互作用。具体而言,该团队考虑一种三方几何结构:一根有限长度的链初始处于有限温度,突然在两侧连接到两根相同性质但温度不同的半无限长链。这些外部链充当热浴,而整个系统在均匀哈密顿量下进行幺正演化。该设置提供了一个温度淬火的简单量子实现,并密切类似于最初观察到经典姆潘巴效应的原始场景。该工作聚焦于两个典型的自由费米子模型:XX链和横场伊辛链,它们分别保持和打破全局 \(U(1)\) 粒子数对称性。作为弛豫的探针,该团队考虑中心子系统的含时约化密度矩阵与其稳态(即处于热浴温度的热态)之间的Frobenius距离。利用两个模型的自由费米子结构,动力学保持高斯性,Frobenius距离可以精确地用两点关联函数表示。将该表示与广义流体动力学相结合,该工作推导了流体动力学极限下Frobenius距离的解析预测,从而完整描述了热化过程。利用这些结果,该工作研究了姆潘巴效应的可能发生情况。研究人员发现,尽管系统表现出真实的非平衡动力学,但在此设置下并未出现姆潘巴效应。该团队的分析识别了一类由边界驱动的热化方案,其中弛豫过程可被完全解析刻画,且未表现出任何反常的平衡加速现象。
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提交arXiv: 2026-06-04 16:31

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