Impact of Quantum Phase Transitions on Excited Level Dynamics
Pavel Cejnar, Pavel Stransky
讨论了量子相变对临界参数区激发态演化的影响。分析进行了一阶和二阶基态跃迁的一维和二维系统。例子包括尖点和核集体哈密顿。
The influence of quantum phase transitions on the evolution of excited levels in the critical parameter region is discussed. The analysis is performed for 1D and 2D systems with first- and second-order ground-state transitions. Examples include the cusp and nuclear collective Hamiltonians.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Excited state quantum phase transitions in many-body systems
类似于基态量子相变的现象最近被注意到发生在某些多体模型的激发光谱中的状态之间。这些激发态相变表现为本征值谱（包括能隙或能级密度）、序参量和波函数性质中的同时奇异性。本文研究了激发态量子相变的特性。有限尺寸标度行为是在平均场水平上确定的。研究发现，激发态量子相变对具有配对相互作用的两能级玻色子和费米子模型具有普遍性。
Decoherence due to an excited state quantum phase transition in a two-level boson model
研究了单个量子比特与环境相互作用引起的退相干。环境被建模为一个标量两级玻色子系统，可以通过一阶或连续激发态量子相变，这取决于控制参数的值。基于Tamm-Damkoff近似的平均场方法的制定，以了解所观察到的行为的退相干。只有连续的激发态相变对量子比特的退相干产生显著的影响。当系统-环境耦合将环境带到连续相变的临界点时，这是最大的。在这种情况下，退相干因子（或保真度）以有限尺寸标度幂律变为零。
Decoherence as a signature of an excited state quantum phase transition
分析了单量子比特与具有临界内动力学的二能级玻色子系统相互作用引起的退相干。我们探讨了退相干过程是如何受到环境中的量子相变的影响。我们的结论是，量子位的动态变化显着时，环境通过一个连续的激发态量子相变。如果系统-环境耦合能量等于环境具有临界行为的能量，则在量子比特上诱导的退相干最大，并且保真度趋于零，其中有限尺寸标度服从幂律。
Entropy, chaos and excited-state quantum phase transitions in the Dicke model
我们研究了孤立量子系统--Dicke模型--中的非平衡过程，着重于从可积到混沌的转变和激发态量子相变的存在所起的作用。我们发现，对角和纠缠熵突然增加的混沌的发病。此外，在这两种情况下，这种增加结束后，系统跨越的临界能量的激发态量子相变。纠缠熵的引入使得熵产生、混沌发展和激发态量子相变之间的联系更加清晰。相反，该过程所耗散的热量既不受混沌开始的影响，也不受激发态量子相变的影响。
Excited-state quantum phase transitions in a two-fluid Lipkin model
背景资料：在基态量子相变（QPT）的框架下，组合系统已经引起了人们极大的兴趣，并且它们的许多性质已经得到了详细的研究。然而，在这些系统中，所谓的激发态量子相变（ESQPT）的研究并没有得到如此多的关注。目的：对双流体Lipkin模型中的ESQPT进行量子分析。研究是通过选定的值的控制参数，以覆盖系统相图的最有趣的区域的哈密顿对角化。[方法]对相互作用玻色子模型（IBM）的相容Q哈密顿量进行对角化，并分析其态密度、Peres晶格、最近邻间距分布和参与比等性质。结果：概述了两流体Lipkin模型的相图中选定的位置的频谱。激发态量子相变的位置可以很容易地用Peres晶格、最近邻间距分布、庞加莱截面或参与比来确定。结论：本研究完成了对双流体Lipkin模型的量子点的分析，将以前的研究扩展到了激发态。组合系统中的ESQPT签名的行为与单个系统中的行为相同，尽管它们存在的证据有时会变得模糊。Peres晶格是研究ESQPT位置和定义激发态中相位概念的方便工具。
Excited-state quantum phase transitions in systems with two degrees of freedom: III. Interacting boson systems
系列文章[Ann. Phys. 345，73（2014）and 356，57（2015）]致力于研究具有$f=2$自由度的系统中的激发态量子相变（ESQPT），通过研究作为真正多体系统的示例的核集体动力学的相互作用玻色子模型来继续。利用角动量固定在$L=0$上的内禀哈密顿形式产生了一个通用的一阶基态量子相变，在竞争的平衡构型之间有一个可调的能垒.相关联的ESQPT的结果从各种经典的模型哈密顿，其分析是更复杂的比在以前的情况下，因为（i）一个非平凡的分解动能和势能项和（ii）相关的经典相空间的有界性的固定点。分析了两个自由度的部分可分性所产生的尺寸效应。这里所研究的特征是绝大多数相互作用玻色子系统所固有的。
From thermal to excited-state quantum phase transitions ---the Dicke model
我们研究了Dicke模型的完整版本的热力学，包括所有可能的总角动量值$j$，微正则和正则系综。我们专注于如何的激发态量子相变，这只出现在最大角动量部门，$j=N/2$的微正则描述，改变到一个标准的热相变时，所有的部门都考虑在内。我们证明了热态和激发态的量子相变具有相同的起源，换句话说，两者是同一现象的两个方面。尽管当考虑所有的$j$扇区时，所有表征激发态量子相变的对数奇异性都被排除了，临界能量（或温度）仍然将光谱分成两个区域：一个是宇称对称性可以被破坏的区域，另一个是这种对称性总是被很好地定义的区域。
Quasiclassical approach to quantum quench dynamics in the presence of an excited-state quantum phase transition
用准经典方法研究了量子系统在其控制参数发生突变（量子猝灭）后的动力学行为。最近的工作表明，使用精确的量子力学方法，量子猝灭后的平衡表现出特定的特点，在激发态量子相变的存在。在本文中，我们证明，这些功能可以理解从经典的维格纳函数在相空间中的演变。
Excited-state quantum phase transitions and periodic dynamics
研究了Lipkin-Meshkov-Glick模型和Tavis-Cummings模型周期动力学中激发态量子相变的特征.在热力学极限下，系统本征态观测量的期望值可以用经典轨线计算。受此启发，我们提出了一种基于有限尺寸系统的时间演化的方法，以发现由于激发态量子相变而产生的可观测量中的奇点。
Stabilization of product states and excited-state quantum phase transitions in a coupled qubit-field system
我们研究了一个单量子比特（或几个量子比特）与软模玻色子场相互作用的系统。考虑一个扩展版本的拉比模型与宇称守恒和宇称破坏的相互作用，我们揭示了一个复杂的安排，量子相变在基态和激发态域。这些转变中的一些的实验上可测试的签名是涉及场真空的完全因子化的量子位场状态的动态稳定。它发生在超辐射场平衡远离真空态的超强耦合区。稳定的程度随相互作用参数的变化而急剧变化，并随场模式的柔软度而增加。我们分析了这些效应的半经典起源，并展示了它们与各种形式的激发态量子相变的联系。
Excited-State Quantum Phase Transitions in the Anharmonic Lipkin-Meshkov-Glick Model I: Static Aspects
基本的Lipkin-Meshkov-Glick模型显示了一个二阶基态量子相变和一个激发态量子相变（ESQPT）。在哈密顿量中包含一个非调和项意味着另一个不同性质的ESQPT。我们使用该模型的平均场极限来表征ESQPT。新的ESQPT与系统有限Hilbert空间边界的变化有关，可以用基态量子相变的序参量、相邻态之间的能隙、参与比和量子保真度磁化率来描述.
Excited-state quantum phase transitions in spinor Bose-Einstein condensates
激发态量子相变（ESQPT）将量子相变的概念扩展到基态之外。它们的特点是关闭光谱中的能隙。然而，识别ESQPT的序参量是一个重大挑战。我们引入旋量玻色-爱因斯坦凝聚体作为研究ESQPT的通用平台。基于平均场动力学，我们定义了一个区分激发态相位的拓扑序参量，并讨论了如何在当前实验中干涉地获取该序参量。我们的工作为原子多体系统中激发态量子相位的实验表征开辟了道路。
Laser frequency stabilization to highly excited state transitions using electromagnetically induced transparency in a cascade system
我们利用级联电磁感应透明（EIT）实现了激光稳频到激发态跃迁。利用室温Rb蒸气室作为参考，我们将第一个二极管激光器稳定到D2跃迁，将第二个二极管激光器稳定到从中间态到Rydberg态的跃迁，其主量子数n=19 - 70。在0.1 ms的时间周期内，实现了280 kHz的组合激光线宽。这种方法可以普遍应用于任何级联系统，并允许激光稳定的原子参考在没有强的光学跃迁。
Quantum quench influenced by an excited-state phase transition
我们分析了激发态量子相变（ESQPT）在三个示意性的（可积和不可积）模型描述了一个单模玻色子场耦合到一组原子。结果表明，在这些模型中的ESQPT的存在下，影响量子弛豫过程的突然淬火的控制参数。ESQPT效应的明确证据是在可积模型，而在不可积模型的证据是模糊的，由于在临界能量附近的区域系统的混沌行为。
Excited-state quantum phase transitions
本文综述了具有有限个集体自由度的相互作用多体系统中的激发态量子相变效应。我们分类典型的ESQPT签名的能量本征态的光谱相对于基本的经典动力学，并概述了各种量子系统中，它们发生。我们描述的ESQPT的热力学和动力学后果，像那些在微正则热力学，量子淬火动力学，并在响应近绝热或周期性驱动。我们暗示在周期晶格和共振隧穿系统的ESQPT概念的一些概括。
Heat capacity for systems with excited-state quantum phase transitions
有限数量的有效自由度的模型系统的热容量进行评估，使用正则和微正则热力学。这两种方法之间的差异，这是观察到的，即使在无限大的限制，是特别大的系统，表现出激发态量子相变。相应的不规则性的频谱产生的奇异性的微正则热容量和顺利影响的正则热容量。
Excited-state quantum phase transition in the Rabi model
Rabi模型是一个耦合到谐振子的二能级原子，它可以发生二阶量子相变（QPT）[M. - J. Hwang等人，Phys.Rev.Lett. 115，180404（2015）]。在这里，我们表明，拉比QPT伴随着临界行为在较高的能量激发态，即，激发态QPT（ESQPT）。我们推导出解析表达式的半经典态密度，这表明在对称性破缺（超辐射）阶段的临界能量本征值的对数发散。此外，我们发现态密度的对数奇异性导致系统中相关观测量的奇异性，如光子数和原子极化。我们证实了我们的分析半经典预测的ESQPT在拉比模型与其数值精确的量子力学解。
Work statistics and symmetry breaking in an excited state quantum phase transition
我们研究如何存在的激发态量子相变体现在动力学的多体系统受到突然淬火。聚焦Lipkin-Meshkov-Glick模型初始化的铁磁相的基态，我们证明了工作概率分布显示非高斯行为的猝灭附近的激发态临界点。此外，我们表明，对角线合奏的熵是非常容易受到临界区域，使其成为一个强大的和实用的指标相关联的光谱特性。我们评估的作用，对称性破缺对随后的动态，强调其效果是只存在于淬火超过临界点。最后，我们表明，类似的功能坚持当系统初始化在一个激发态，并简要探讨了顺磁相的初始状态的行为。
Time delayed control of excited state quantum phase transitions in the Lipkin-Meshkov-Glick model
研究了Lipkin-Meshkov-Glick模型中耗散在激发态量子相变中的作用。ESQPT的特征在有效哈密顿量的复谱中是直接可见的，而它们在系统可观测量的时间依赖性中被模糊。在后一种情况下，我们展示了如何延迟反馈控制可以用来恢复的ESQPT信号的可见性。
Excited-state quantum phase transitions in spin-orbit coupled Bose gases
激发态量子相变依赖于并揭示了多体系统的整个光谱结构。虽然它们在理论上很好理解，但在实际实验中找到合适的签名并检测它们仍然具有挑战性。例如，在旋量气体中，激发态相已经通过拓扑序参量被识别和表征，这在实验中是具有挑战性的测量。在这里，我们提出拉曼修饰的自旋轨道耦合气体作为一个新的平台，探索激发态量子相变。在弱耦合状态下，缀饰系统等价于自旋-自旋相互作用可调的旋量气体。通过这种等价性，我们能够定义一个新的激发态相位的修饰气体。相位的特征在于由自旋轨道耦合引起的空间密度调制或条纹的行为，并且原则上可以在当前最先进的超冷原子实验中测量。相反，我们表明，激发相的属性可以利用，以准备大而稳定的密度调制条纹状态。
Excited-state quantum phase transition and the quantum speed limit
研究了激发态量子相变（ESQPT）对开放量子系统量子速度极限（QSL）时间的影响。该系统由一个中心量子位耦合到由Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）哈密顿量建模的自旋环境组成。我们表明，当量子比特和环境之间的耦合是这样的，后者是位于ESQPT临界能量的量子比特的演化表现出显着的放缓，标志着在QSL时间的一个突然的峰值。有趣的是，ESQPT临界点处的这种减速是由量子比特退相干率的奇异行为引起的，与环境的马尔可夫性质无关。
Characterizing the Lipkin-Meshkov-Glick excited spectrum through the quantum coherence spectrum
本文利用多量子相干谱探测Lipkin-Meshkov-Glick模型中的激发态量子相变，通过其时间依赖和长时间平均值揭示激发谱奇点引发的复杂动力学。
Probing electric-dipole-enabled transitions in the excited state of the nitrogen-vacancy center in diamond
本研究通过共振激光和微波电场，探测了金刚石氮-空位中心激发态中的强电偶极跃迁，实现了可调谐且抗电场波动的缀饰态，并观察到磁态间的尖锐微波共振及其展宽效应。
Quantum fidelity susceptibility in excited state quantum phase transitions: application to the bending spectra of nonrigid molecules
我们用量子保真度磁化率刻画了二维极限振子模型中激发态的量子相变，并将所得结果与参与比所提供的信息进行了比较.作为一个应用程序，我们进行拟合使用四体代数哈密顿弯曲振动数据的几个分子物种，并使用优化的本征值和本征态，我们定位的本征态最接近的障碍，以线性和确定的线性或弯曲字符的不同的泛音。
Anharmonicity-induced excited-state quantum phase transition in the symmetric phase of the two-dimensional limit of the vibron model
在大多数情况下，激发态量子相变可以与系统的经典极限能量泛函中的临界点（局部极值或鞍点）的存在相关联。然而，激发态量子相变也可能源于相应能量泛函的渐近能量的降低。一个这样的例子发生在振动子模型的2D极限中，一旦以二次玻色子数算子的形式的非调和项被添加到哈密顿算子中。在对称性破缺阶段对这种情况的研究发表在Phys. Rev. A中。81 050101（2010）。在目前的工作中，我们深入研究这种激发态量子相变的性质，我们的特点是在以前被忽视的，对称相位的模型利用数量，如有效频率，预期值的量子数运营商，参与比，状态密度，和量子保真度的敏感性。除此之外，我们扩展了准线性参数的使用，在分子物理学中引入，以表征振动子模型的非谐二维极限的光谱中的相位，并包括了一个脚踏实地的分析与线性异构体HCN/HNC的临界能量的表征。
Excited-state quantum phase transitions in many-body systems with infinite-range interaction: Localization, dynamics, and bifurcation
激发态量子相变（ESQPT）是量子相变（QPT）到激发态的推广。它们与态密度的局部发散有关。在这里，我们调查如何存在的ESQPT可以检测到从分析的结构的哈密顿矩阵，本地化的本征态的水平，分叉的发病，和系统的演化速度。我们的研究结果示出了一个无限范围的伊辛相互作用在横向场的哈密顿量。这是Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）模型的一个版本，也是一维自旋1/2系统的极限情况，具有用离子阱实现的可调相互作用。从我们的动力学研究，我们发现LMG和非相互作用的XX模型之间的相似之处。
Signatures of excited state quantum phase transitions in quantum many body systems: Phase space analysis
利用Husimi函数，我们研究了Lipkin模型和耦合top模型中激发态量子相变的相空间特征。我们发现，时间演化的Husimi函数表现出不同的ESQPT和ESQPT的存在的不同阶段之间的行为是由特定的动态的Husimi函数的信号。我们还评估了长时间平均的Husimi函数及其相关的边缘分布，并讨论了如何识别ESQPT的签名，从他们的性质。此外，利用长时平均Husimi函数的二阶矩和Wherl熵，我们估计了ESQPT的临界点，与解析结果吻合较好.这进一步证明了相空间方法是研究相变的有效工具，同时也为探测ESQPT开辟了一条新的途径。
Characterizing the excited-state quantum phase transition via the dynamical and statistical properties of the diagonal entropy
利用对角熵分析了Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）模型激发态量子相变（ESQPT）的动力学特征。我们首先表明，对角熵的时间演化的行为作为一个有效的指标存在的ESQPT。我们进一步考虑的对角熵作为一个随机变量在一定的时间间隔，我们发现，其相关的概率分布提供了一个明确的区别ESQPT的不同阶段。我们观察到，在ESQPT临界点的对角熵的概率分布有一个普遍的形式，以及描述的β分布，我们证明了一个可靠的检测ESQPT可以从对角熵中心矩。
Probing excited-state quantum phase transitions with trapped cold ions
本文提出用单个囚禁离子系统实现由激发态量子相变引起的量子临界性，通过研究扩展拉比模型中的特定激发态，定义了ESQPT见证可观测量，并探讨了其临界行为和状态演化。
Landau-Zener transition in a two-level system coupled to a single highly-excited oscillator
与谐振子模（谐振子）强耦合的二能级系统是物理学许多分支领域中的一个典型模型。我们从理论上研究了该模型中的Landau-Zener跃迁。当振荡器被高度激发时，即在高温下，跃迁概率的解析解是可能的。那么在跃迁过程中振子的激发能级的相对变化就很小。在慢振荡器和快振荡器的极限情况下，耦合到振荡器的跃迁的物理图像变得透明。慢振荡器有效地重整化驱动速度。结果，跃迁概率根据振荡器相位而增加或减少。然而，净效应是对转移概率的抑制。相反，快振子重整化的是跃迁的矩阵元而不是驱动速度。这种重整化使得跃迁几率成为耦合振幅的非单调函数。
Continuum analogues of excited-state quantum phase transitions
根据我们的工作[物理学。125，020401（2020）]，我们讨论了半经典描述的一维量子隧穿通过多势垒势的复时间。我们首先定义了一个复杂的扩展的连续能级密度的未绑定系统，并显示其关系到一个复杂的时间移位的传输波。虽然能级密度和时移的实部描述了粒子通过经典允许的坐标区域的通道，虚部则与通过禁带的隧穿的类似瞬子的图像相关联。我们描述了奇异性的实部和虚部的水平密度和时间偏移所造成的固定点的隧道电位，并表明，它们代表了双重扩展的激发态量子相变从绑定到连续系统。利用复标度方法，我们数值验证了预测的影响，在几个隧道电位。
Precision magnetometry exploiting excited state quantum phase transitions
本文利用Lipkin-Meshkov-Glick模型中的激发态量子相变，基于Fisher信息宽峰提出高效精密磁力测量方案，并可用于探测模拟该模型的系统微观性质。
Excited-State Quantum Phase Transitions in Dicke Superradiance Models
在半经典极限下，我们导出了一类Dicke超辐射模型中与激发态量子相变有关的各种物理量的解析结果。基于对Dicke态的配分和的计算，我们讨论了态密度导数的奇异行为，并发现了在任意能量下的平均（原子）反转和玻色子（光子）数及其涨落等观测量.临界性取决于能量和一个参数，量化的相对重量的旋转与反旋转条款，我们发现一个密切的类比对数和跳跃型非解析已知的Lipkin-Meshkov-Glick模型。
Critical behavior of the energy gap and its relation with the Berry phase close to the excited state quantum phase transition in the Lipkin model
在我们以前的工作[Phys. Rev. A \textbf{85}，044102（2012）]中，我们研究了Lipkin模型中基态和激发态的Berry相位。本文利用Hellmann-Feynman定理导出了Lipkin模型中激发态量子相变附近的Berry相位与能隙的关系。我们发现，能隙是线性依赖于Berry相位接近ESQPT。结果表明，能隙的临界行为与Berry相的临界行为相似。此外，我们还对能隙的临界行为进行了半经典定性分析。
Impact of chaos on the excited-state quantum phase transition of the Kerr parametric oscillator
本研究探讨了外部驱动与系统非线性相互作用产生的混沌如何破坏Kerr参数振荡器的激发态量子相变并消除猫态，强调了理论模型分析对设计新型大非线性参数振荡器的重要性。
Avoided crossings and dynamical tunneling close to excited-state quantum phase transitions
本文利用Wherl熵研究了Lipkin-Meshkov-Glick模型中能量本征态在相空间中避免交叉附近的离域。这些避免的交叉，出现在中间的能量在一定的参数区域的模型，起源于经典的轨迹对躺在不同的相空间区域，这与低能量区，不连接的离散奇偶对称的模型。当耦合参数变化时，在接近激发态量子相变（ESQPT）临界能量的本征态，观察到Wherl熵的突然增加.这允许检测时，避免交叉伴随着一对经典轨迹的叠加在本征态的胡西米函数。这种叠加产生了动力学隧穿的增强，这是通过考虑初始布洛赫状态，部分演变成配对的经典轨迹的合作伙伴区域，从而打破了量子经典对应的可观测量的演变观察。
Electromagnetically induced transparency in inhomogeneously broadened Lambda-transition with multiple excited levels
电磁感应透明（EIT）主要是为三能级系统建模。特别地，相当大的兴趣已经致力于具有两个基态和一个激发态的λ构型。然而，在常用的碱金属原子中，激发态中的超精细相互作用引入了同时参与散射过程的几个能级。当多普勒展宽与上能级的超精细分裂相当时，三能级Lambda模型不能再现实验结果。在这里，我们从理论上研究了碱金属原子热蒸气中的EIT，并证明了由于存在多个激发能级，它可以被强烈地降低。给出了这个模型，我们还表明，一个精心设计的光泵浦能够显着恢复的透明度。
Resolving the emission transition dipole moments of single doubly-excited seeded nanorods via heralded defocused imaging
本研究提出预示散焦成像技术，突破传统光谱技术局限，直接表征两类种子纳米棒双激发态的跃迁偶极矩差异，揭示其各向异性规律并给出物理解释。
Excited states from local effective Hamiltonians of matrix product states and their entanglement spectrum transition
本文通过共形场论视角解释从基态矩阵乘积态构建局域有效哈密顿量求解激发态的方法，并预测了激发态纠缠谱随子系统大小比例变化的转变。
NOON state of Bose atoms in the double-well potential via an excited state quantum phase transition
本文提出了一个在双势阱中产生排斥相互作用玻色原子NOON态的简单方案。该协议包括两个步骤。首先，通过将原子-原子相互作用设置为零，系统被驱动到上激发态。其次，相互作用缓慢增加，同时，阱间隧穿减小到零。我们分析了保真度的最终状态的NOON状态取决于原子的数量，斜坡率，和系统参数的波动。它示出，对于一个给定的保真度的斜坡率尺度代数与原子数。
Energy cat states induced by a parity-breaking excited-state quantum phase transition
我们表明，激发态量子相变（ESQPTs）的奇偶对称性被打破的系统中，可以用来工程的能量猫态-薛定谔猫态涉及不同的位置和能量的量子叠加。通过对Rabi模型的推广，我们证明了增加宇称破缺项会湮灭正常相和超辐射相之间的基态量子相变，并诱导形成三个激发态相，所有这些相都可以通过一个具有两个本征值的观测值来识别.在这些阶段之一中，在热力学极限中观察到能级交叉。这使我们能够将波函数分成两部分：一部分能量较低，被困在光谱的一个区域内，另一部分能量较高，被困在另一个区域内。最后，我们表明，一个广义的微正则系综，包括两个不同的平均能量，需要适当地描述在这种情况下的平衡态。我们的结果说明了另一个物理后果的ESQPT。
Excited-state quantum phase transitions in constrained systems
本研究将激发态量子相变的半经典理论拓展到约束系统，提出用拉格朗日乘子法找平稳点，还完善了HP映射的相关理论，明确需构建其完备图册才能揭示全部相变。
Probing the excited-state quantum phase transition through statistics of Loschmidt echo and quantum work
通过分析Loschirton回波（LE）和量子功的概率分布，研究了具有激发态量子相变（ESQPT）的量子多体系统的非平衡效应。我们发现，取决于控制参数的值的LE的分布显示不同的模式。在ESQPT的临界点处，平均LE和平均功均呈尖点形状。此外，通过对平均功的有限尺寸标度分析，我们得到了ESQPT的临界指数。最后，我们表明，在ESQPT的临界点的本征态是一个高度局域化的状态，进一步突出的ESQPT的多体系统的性能的影响。
Probing excited-state quantum phase transition in a quantum many body system via out-of-time-ordered correlator
非时序关联函数（OTOC）作为信息置乱和量子混沌的一种度量，在物理学的许多领域发挥着越来越重要的作用。在这项工作中，我们验证了OTOC也可以用作量子多体系统中激发态量子相变（ESQPT）的探测器。利用精确对角化方法，我们研究了Lipkin模型中OTOC的动力学性质。结果表明，OTOC在ESQPT的不同阶段表现出明显的演化行为。因此，ESQPT在量子多体系统中的存在可以通过OTOC的不同动力学行为清楚地发出信号。特别是，我们表明，稳态值的OTOC作为序参量的ESQPT。我们的研究结果突出了OTOC和ESQPT之间的联系，这使得一个使用OTOC的实验测试ESQPT在量子多体系统。
Entanglement in first excited states of some many-body quantum spin systems: indication of quantum phase transition in finite size systems
我们计算了$1$-D海森堡受挫$J_1$自旋链的第一激发态的纠缠度，并观察到在耦合强度$α=J_2/J_1\approx0.241$附近本征态的纠缠度的突然变化，其中先前已经报道了从自旋流体相到二聚体相的量子相变。我们数值观察到这种现象的自旋链与$8$网站的$16$网站，和值的$α$的纠缠的变化被观察到渐近趋于一个值$α_c\approx0.24116$。我们计算了具有偶数和奇数自旋的自旋链的有限尺度标度指数。可以注意到，在系统的基态上应用的二分以及多分纠缠测量未能检测到在$1$-D海森堡受抑$J_1$ - $J_2$自旋链中从无带隙相位到带隙相位的任何量子相变。此外，我们还测量了其他自旋模型如$2$-D Heisenberg $J_1$ - $J_2$模型和Shastry-Sutherland模型的第一激发态的二体纠缠，发现了类似的量子相变现象.
Dynamical quantum phase transitions in a spinor Bose-Einstein condensate and criticality enhanced quantum sensing
本研究提出利用动力学相变诊断旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的基态与激发态量子相变，借助量子Fisher信息建立平衡-非平衡关联，实现临界点附近超标准量子极限的参数估计，为相关研究提供新方案与视角。
Structure of eigenstates and quench dynamics at an excited state quantum phase transition
我们研究了经历激发态量子相变（ESQPT）的系统的本征态结构和动力学。对具有U（n+1）代数结构的两层配对模型进行了分析。它们表现出由U（n）和SO（n+1）子代数表示的两个极限动力学对称之间的二阶相变。它们是相互作用玻色子的模型，或者可以被映射到相互作用玻色子的模型上。我们发现能量非常接近ESQPT临界点的本征态E_{ESQPT}在U（n）基中是高度局域化的。因此，最初以能量接近E_{ESQPT}的U（n）基矢量准备的系统的动力学可能非常慢。因此，ESQPT的特征可以在本征态的结构和突然猝灭后系统演化的速度中找到。我们的发现可以用捕获的离子进行实验测试。
Excited-State Quantum Phase Transitions in the Anharmonic Lipkin-Meshkov-Glick Model: Dynamical Aspects
本文研究了非谐 LMG 模型中新产生的激发态量子相变(ESQPT)的动力学影响，通过量子淬火协议分析存活概率、局部态密度、Loschmidt 回波和 OTOC 的演化，发现其动力学后果与标准模型中的 ESQPT 相似。
Transitions between the $4f$-core-excited states in Ir$^{16+}$, Ir$^{17+}$, and Ir$^{18+}$ ions for clock applications
在$4f$-$5s$能级交叉附近的铱离子是新型原子钟的主要候选者，该原子钟具有高投影精度和对精细结构常数$α$的时间变化的非常高的灵敏度。为了在实验中识别这些离子的光谱，需要对光谱和电磁跃迁几率进行精确计算。用相对论多体微扰理论和Hartree-Fock相对论方法（COWAN程序）计算了Ir $^{16+}$、Ir $^{17+}$和Ir $^{18+}$离子的$4f$ -芯-激发态的性质.我们评估激发能，波长，振子强度和跃迁速率。我们的大规模计算包括以下一组配置：$4f^{14-k}5s^{m}5p^{n}$与$(k+m+n)$等于3，2和1的Ir $^{16+}$，Ir $^{17+}$和Ir $^{18+}$离子，分别。$5s-5p$跃迁由180 - 200 nm范围内的合成光谱说明。证明了磁偶极跃迁对2.5 Ry以下区域的低能级寿命的巨大贡献。
Classification of excited-state quantum phase transitions for arbitrary number of degrees of freedom
解析哈密顿量的经典稳定点诱导量子能级密度及其流的奇异性，其中控制参数在系统的无限尺寸极限内。我们表明，对于一个系统与$f$度的自由，一个非退化的固定点与指数$r$导致的不连续性（$r$偶数）或发散（$r$奇数）的$(f-1)$ th导数的密度和流量的频谱。退化驻点的平坦性的增加使奇异性向低导数移动。研究结果在一个$f=3$玩具模型中得到了验证。
Spectroscopy of the 1001 nm transition in atomic dysprosium
我们报告了冷镝原子在$1001\,\mathrm{nm}$跃迁上的光谱，并给出了至少为$87.2(6.7)\,\mathrm{ms}$长的激发态寿命的测量结果。由于长的激发态寿命，我们能够通过在光偶极阱中的参数加热来测量在$1064\,\mathrm{nm}$处的激发态极化率与基态极化率的比率为$0.828(0.129)$。此外，我们测量的同位素位移的三个最丰富的镝玻色子同位素的$1001\,\mathrm{nm}$过渡的准确性优于$30\,\mathrm{kHz}$。
Excited state quantum phase transition and Loschmidt echo spectra in a spinor Bose-Einstein condensate
在实验可实现的量子多体系统中识别激发态量子相变的动力学特征有助于理解激发态量子相变的动力学效应。在这样的系统中，高度可控的旋量玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）为研究ESQPT提供了一个特殊的平台。在本工作中，我们利用Loschlaughter回波谱研究了自旋- $1$ BEC中ESQPT的动力学特性。Loschirton回波谱是著名的Loschirton回波谱的推广，定义为初始哈密顿量的演化态和激发态之间的重叠。我们发现，无论是时间演化和长时间平均的Loschlord回波谱经历了显着的变化，作为系统通过ESQPT的临界点。此外，在临界点处的Loschirst回波谱所表现出的特殊行为可以作为探测ESQPT的动态探测器。我们进一步演示了如何捕捉ESQPT的功能，通过使用与时间演变和长时间平均的情况下，分别与Loschirst回波频谱的能量分布。我们的研究结果有助于进一步验证的有用性的Loschirst回波谱见证各种量子相变在多体系统中，并提供了一种新的方法来实验研究ESQPT的动力学后果。
Characterization of the lowest excited-state ro-vibrational level of $^{23}$Na$^{87}$Rb
从基态$^{23}$ Na $^{87}$ Rb分子的超冷样品出发，用高分辨激光光谱研究了$b^3Π$的最低振转能级.这种电子自旋禁戒$X^1Σ^+ \leftrightarrow b^3Π$跃迁具有近似对角的Franck-Condon因子，并已被提出用于探测和操纵超冷分子气体。我们通过探测近共振光引起的交流斯塔克位移直接测量跃迁强度，通过观察分子的损失来确定总的激发态自发发射率。从提取的分支比和理论模型，我们发现，泄漏到连续的$a^3Σ^+$状态在总的过渡线宽起主导作用。基于这些结果，我们表明，它是可行的，以最大限度地提高与激光调谐到这个过渡附近的旋转相干性，创建光学陷阱的潜力。
Observation of the dynamic Jahn-Teller effect in the excited states of nitrogen-vacancy centers in diamond
从5 K到室温测量了单氮空位心的光跃迁线宽和发射偏振。结果表明，在100 K温度范围内，互激发态布居弛豫使零声子谱线展宽，并且弛豫和谱线宽度都随温度的变化而变化。这种依赖性表明，动态Jahn-Teller效应是占主导地位的失相机制的NV光学跃迁在低温下。
Excited State Quantum Phase Transitions Studied from a Non-Hermitian Perspective
非厄米量子力学的一个主要区别特征是例外点（EP）的存在。它们对应于两个能级和它们各自的本征向量的合并。在这里，我们使用Lipkin-Meshkov-Glick（LMG）模型作为一个测试平台，探索EP和激发态量子相变（ESQPTs）的开始之间的强连接。我们表明，对于有限系统，精确退化（EPs）得到的非厄米LMG哈密顿继续到复平面直接与避免交叉的特征ESQPT的真实（物理）LMG哈密顿。导致EP的复合控制参数$α$的值接近作为系统尺寸$N\rightarrow \infty$的实轴。这对于靠近标记ESQPT的分界线的EP和远离ESQPT的EP都发生，尽管在后一种情况下，随着$N$增加，$α$的虚部减小到零的速率更小。利用Padé逼近法，可以求出$α$的临界值.
Effects of excited state quantum phase transitions on system dynamics
这项工作是关于激发态量子相变（ESQPT）定义在Ann.Phys. 323，1106（2008）。在表现出这种转变的多体模型中，基态量子相变（QPT）与能谱中的奇点并行发生，当控制参数增加到超过QPT临界点时，能谱传播到更高的能量。光谱分析已成为检测这些ESQPT的主要工具。这种转变对系统动力学的影响的研究比较有限。在这里，我们扩展了我们以前的工作，并表明，与ESQPT临界点附近的能量的初始状态的演化可能是非常缓慢的。这一结果令人惊讶，因为它可能发生在具有长程相互作用的系统中，其中动力学通常被期望非常快。一个及时的例子是在离子阱实验中研究的具有无限程伊辛相互作用的一维自旋1/2模型。它的哈密顿量具有U（2）代数结构。更一般地说，这里描述的慢动力学发生在两能级玻色子或费米子模型中，具有配对相互作用和U（v+1）哈密顿量，其极限U（v）和SO（v+1）动力学对称性之间表现出QPT。在这项工作中，我们比较了v=1，2和3的结果。
Estimating phase transition of perturbed J1-J2 Heisenberg quantum chain in mixtures of ground and first excited states
本研究提出J1-J2海森堡量子自旋链基态与第一激发态混合态的近邻纠缠可作为相变检测序参量，验证了其有效性并拓展用于分析各向异性和玻璃态无序对相图的影响。
扫码添加微信好友，提出您的宝贵建议 👇
💡 备注请填写：网站反馈
发表机构由 AI 从论文文本抽取，如发现错误，欢迎反馈修正建议。