拓扑谱形状因子揭示了多体量子混沌中涌现的非厄米单粒子 $\mathcal{PT}$ 转变
在平衡态物理中,将拓扑缺陷插入量子与经典配分函数中,可提供超越局域可观测量的非微扰相变探针。在非平衡态物理中,谱形状因子是通用量子动力学的最小探针,并可表示为两个虚逆温度下配分函数的乘积。通过在双倍配分函数中插入非平凡作用的拓扑缺陷,该工作定义了拓扑谱形状因子(TopSFF),由此产生不匹配的时空世界面拓扑结构。对于由全局交换算符实现的最小 \(\mathbb{Z}_2\) 空间扩展缺陷,该研究推导了通用一维多体混沌系统TopSFF到描述时间畴壁(tDW)的涌现 \((3+1)\) 维非厄米单粒子问题的精确映射。解析分析表明,有效tDW动力学在有限相互作用强度 \(ε_{\mathrm{EP}}\) 处经历 \(\mathcal{PT}\) 对称性破缺相变:当 \(ε < ε_{\mathrm{EP}}\) 时,主导模式极化至高斯或非高斯tDW扇区,TopSFF随系统尺寸单调指数变化;当 \(ε > ε_{\mathrm{EP}}\) 时,tDW扇区杂化,TopSFF随系统尺寸振荡;在异常点 \(ε_{\mathrm{EP}}\) 处,Jordan非对角性导致线性于系统尺寸的增强。对于时间扩展拓扑缺陷,该工作推导了具有时间反演或时间平移对称性系统中TopSFF自由能的精确通用标度形式,并在独立模型中通过数值计算验证。
量科快讯
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