Structural defects in ion crystals by quenching the external potential: the inhomogeneous Kibble-Zurek mechanism
研究了离子链在高度各向异性阱中的非平衡动力学,当横向阱频率被猝灭时,离子链经历从线性到锯齿形结构的连续相变。在朗道理论中,当通过激光冷却阻尼振动运动时,确定对应于锯齿形结构的横向尺寸的序参量的方程。在横向陷获频率的线性淬火过程中产生的结构缺陷的数量进行了预测和数值验证。它示出服从缩放预测的Kibble-Zurek机制,当扩展到考虑到空间不均匀性的离子链在线性保罗陷阱。
2010-02-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
Spatial Kibble-Zurek mechanism through susceptibilities: the inhomogeneous quantum Ising model case
研究了横向非均匀磁场中的量子伊辛模型。这样一个系统可以通过精确对角化数值逼近,通过重整化群技术解析逼近。然而,通过采用Kibble-Zurek非平衡相变理论来描述平衡时的空间非均匀系统,可以获得对其物理的基本见解。我们采用所有这些方法,并专注于衍生物的纵向和横向磁化,这有极值附近的临界点。我们将讨论如何使用这些极值定位的临界点和验证的Kibble-Zurek尺度预测的空间淬火。
2017-10-26 cond-mat.other cond-mat.stat-mech quant-ph
Kibble-Zurek Meets Tricriticality: Breakdown of Adiabatic-Impulse and New Scaling Forms
研究Kibble-Zurek效应在三临界点附近的行为,揭示绝热-脉冲场景失效并提出新的标度形式。
2025-11-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Crossover from the classical to the quantum Kibble-Zurek scaling
Kibble-Zurek(KZ)假设确定了临界系统的平衡动力学中的相关时间尺度,采用在平衡时有效的概念:它预测了在猝灭后立即形成的缺陷在经典和量子相变中的比例,作为猝灭速度的函数。在这里,我们研究了由慢淬火,这是由量子相变的临界性质,和由于更快的淬火,其中的动力学往往是很好地描述了经典模型的激发规定的缩放之间的交叉。我们估计的淬火率,分离两个政权的值,并支持我们的论点,使用数值模拟的平衡多体动力学。对于一个$ϕ^4$模型的特定情况下,我们证明了这两个政权表现出两个不同的幂律标度,这是在协议的KZ理论时,适用于量子和经典的情况。这一结果有助于扩展Kibble-Zurek机制的预测能力,并为冷原子和离子系统中最近的实验观察提供了见解。
2016-05-12 cond-mat.stat-mech quant-ph
General Analytical Method of Kibble-Zurek Mechanism for Exact Prediction of Topological Defects Production
在非平衡相变领域,Kibble-Zurek机制(KZM)无疑是一个重要的发现,它指出在复杂的非平衡连续相变中,某些普适的标度规则适用于从量子到宇宙的广泛物理系统。然而,除了在特定情况下的一些标度关系,基于代数的KZM不能提供更多的细节的拓扑缺陷产生的法律。在这项工作中,我们提出了一个基于分析的KZM,可以准确地预测拓扑缺陷的产生,对于给定的淬火条件。与传统的KZM理论相比,该理论具有更高的精度和更广泛的适用性,特别是在非线性猝灭条件和非均匀结构体系中,具有更明显的优势。我们的工作揭示了非平衡相变的基本和内在机制,为精确描述和控制拓扑缺陷的产生开辟了新的途径。
2021-04-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
One-half of the Kibble-Zurek quench followed by free evolution
我们将横向场中的一维量子伊辛链从顺磁相驱动到临界点,并研究其在那里的自由演化。我们分析了这样一个系统的激发在临界点和动力学的横向磁化和Loschirton回波在自由演化过程中。我们讨论了如何从非平衡相变的Kibble-Zurek理论的系统尺寸和淬火诱导的标度关系编码的准周期性的时间演化的横向磁化和Loschirm回波。
2018-07-31 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Dissipation-Induced Deviations from Kibble-Zurek Scaling in Non-Hermitian Quantum Annealing
Sharif University of Technology(谢里夫理工大学);Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)(基础科学高等研究所);Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)(基本科学研究院)
研究非厄米横场Ising模型中的量子退火问题,发现耗散导致缺陷密度呈现标准Kibble-Zurek标度、反Kibble-Zurek行为及快于Kibble-Zurek预测的抑制,并基于激发概率解释了这些偏离。
2026-08-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Quenching, Fast and Slow: Breaking Kibble-Zurek Universal Scaling by Jumping along Geodesics
本文提出沿量子系统测地线跳跃以快进绝热动力学,避免额外哈密顿量,并在自旋-1/2 XY模型中解析与数值证明缺陷密度平台与速率无关,打破Kibble-Zurek普适标度。
2025-10-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Defect production in nonequilibrium phase transitions: Experimental investigation of the Kibble-Zurek mechanism in a two-qubit quantum simulator
以有限速率通过量子临界点的系统在瞬时哈密顿量的不同本征态之间发生跃迁的概率是有限的。这个机制由基布尔提出,是早期宇宙中拓扑缺陷形成的基本机制,由祖雷克提出,是凝聚态系统的基本机制。在这里,我们使用一个系统的核自旋作为一个实验量子模拟器进行非平衡量子相变。实验数据证实了缺陷形成的Kibble-Zurek机制的有效性。
2017-04-10 quant-ph
Universal finite-time thermodynamics of many-body quantum machines from Kibble-Zurek scaling
通过考虑多体量子奥托循环,我们证明了量子机器有限时间热力学中普遍特征的存在,在该循环中,工作介质在幺正冲程期间被驱动越过量子临界点.具体来说,我们考虑一个由耗散能量和放松浴驱动的量子引擎。我们表明,在非常一般的条件下,输出工作是由Kibble-Zurek机制,即,它表现出一个通用的幂律缩放与驱动速度通过临界点。我们还优化了有限时间热力学作为驱动速度的函数。最大功率和相应的效率采取普遍的形式,并达到由临界指数控制的最佳速度。考虑横场伊辛自旋链作为工作介质,我们改进了我们的结果。对于这个模型,我们还展示了效率和功率如何随着发动机变得至关重要而变化。
2020-11-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Spontaneous Quantum Turbulence in a Newborn Bose-Einstein Condensate via the Kibble-Zurek Mechanism
University of Luxembourg(卢森堡大学);Christ University(基督大学);Donostia International Physics Center(圣塞巴斯蒂安国际物理中心)
本研究通过Kibble-Zurek机制在热淬火诱导的玻色-爱因斯坦凝聚过程中生成自发量子湍流,并通过非平衡普遍性验证其特性。
2026-07-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Analytical derivation and extension of the anti-Kibble-Zurek scaling in the transverse field Ising model
本研究解析推导了高斯白噪声下横向场Ising模型的反Kibble-Zurek标度,发现大噪声时可用绝热近似替代微分方程求解,并确定了最小化缺陷密度的参数。
2024-09-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Kibble-Zurek scaling in quantum speed limits for shortcuts to adiabaticity
几何量子速度限制量化了量子态可以改变的速率与在演化期间消耗的资源之间的权衡。反绝热驱动是一种独特的工具,从捷径到绝热性,以加速量子动力学,同时完全抑制非平衡激发。我们表明,量子速度限制counterdiabatically驱动系统进行量子相变完全编码的Kibble-Zurek机制,正确预测从绝热到脉冲制度的过渡。我们的研究结果证明了三种情况下,即横向场伊辛,朗道-齐纳和Lipkin-Meshkov-Glick模型。
2020-07-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Kibble-Zurek mechanism in quantum link model
研究了量子链模型的受驱动临界动力学,其哈密顿量描述了一维$U(1)$格点规范理论。我们发现在失超后出现了由规范场和物质场激发组成的组合拓扑缺陷。此外,由于高斯定律的约束,规范场和物质场的激发比为$1/2$。我们发现,这些组合拓扑缺陷的缩放满足通常的Kibble-Zurek机制。我们验证了在整个驱动过程中,电通量和纠缠熵都满足有限时间标度理论。可能的实验实现进行了讨论。
2019-10-03 cond-mat.stat-mech hep-lat quant-ph
Universal anti-Kibble-Zurek scaling in fully-connected systems
研究了包含量子相变的开放量子系统的猝灭动力学。在孤立的情况下,涉及的相变的淬火动力学表现出一些与淬火速率的标度关系所预测的著名的Kibble-Zurek机制。然而,在与环境接触时,这些标度律崩溃,并且可以观察到反Kibble-Zurek行为:较慢的斜坡导致较少的绝热动力学,从而随着淬火时间增加非绝热效应。与以前的工作相比,我们在这里表明,这种反Kibble-Zurek标度可以获得一个普遍的形式,在这个意义上说,它是由平衡临界指数的相变,提供的激发态的系统表现出奇异的行为,观察到的全连接模型。这表明了新的通用标度律授予的系统-环境相互作用的关键系统。我们说明这些发现在两个完全连接的模型,即量子拉比和Lipkin-Meshkov-Glick模型。此外,我们还讨论了非线性斜坡和有限尺寸系统的影响。
2020-06-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum and classical coarsening and their interplay with the Kibble-Zurek mechanism
本研究利用标度理论建立量子与热涨落所致粗化动力学及其与 Kibble-Zurek 机制相互作用的普适框架,并提出在里德堡原子阵列等合成量子多体系统中观测的实验方案。
2024-01-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamics of longitudinal magnetization in transverse-field quantum Ising model: from symmetry-breaking gap to Kibble-Zurek mechanism
我们证明了在横向磁场中量子伊辛模型的破缺能隙可以从磁场逐渐淬灭后发生的纵向磁化的自由演化中提取出来。为此,我们进行数值模拟的伊辛链与周期性或开放的边界。我们还研究了纵向磁化的绝热演化的条件,发现我们的模拟和预测的基础上的非平衡相变的Kibble-Zurek理论之间的极好的协议。我们的研究结果应该是相关的正在进行的冷原子和离子实验的目标无论是平衡或动力学方面的量子相变。它们也可以用于对D-Wave机器进行基准测试。
2020-01-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Kibble-Zurek scaling in the Yang-Lee edge singularity
研究了具有虚破缺场的有限大小量子伊辛链中Yang-Lee边奇点临界点附近的驱动动力学。与传统的经典或量子相变相反,这些相变是通过调节非厄米系统中的耗散强度而引起的,并且甚至可以在有限尺寸下发生。对于传统的相变,跨临界点的驱动动力学中的普遍行为通常由Kibble-Zurek机制描述,该机制指出动力学中的缩放由与一个临界点相关联的临界指数决定,并且在淬火之后将出现拓扑缺陷。虽然导致拓扑缺陷的机制在YLES中被打破,我们发现,对于小的晶格尺寸,驱动动力学仍然可以描述的Kibble-Zurek标度与由$(0+1)$维YLES确定的指数。然而,对于中等的有限尺寸,驱动动力学可以描述的Kibble-Zurek标度与两组临界指数确定的$(0+1)$维和$(1+1)$维YLES。
2016-12-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Observation of Near-Critical Kibble-Zurek Scaling in Rydberg Atom Arrays
本文在可重构里德伯原子阵列平台上实验证明,通过同步标度系统尺寸与锯齿形几何结构,可在近临界过渡区保留精确的Kibble-Zurek标度,为量子模拟中相变研究提供了更实用的方法。
2025-05-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
The simplest quantum model supporting the Kibble-Zurek mechanism of topological defect production: Landau-Zener transitions from a new perspective
结果表明,Landau-Zener模型的动力学行为可以用非平衡相变中拓扑缺陷产生的Kibble-Zurek理论精确描述.最简单的量子模型展示Kibble-Zurek机制。发现了Landau-Zener动力学的一种新的直观描述。
2005-06-06 cond-mat.other hep-th quant-ph
Kibble-Zurek scaling immune to anti-Kibble-Zurek behavior in driven open systems at the limit of loss difference
本文研究双能带费米子开放系统的耗散淬火动力学,在损耗差极限下发现两种新的KZ标度行为,并提出通过计数剩余粒子数来观测这些行为的方法,且该方法不受反KZ行为影响。
2025-01-25 quant-ph
Hybridized Kibble-Zurek scaling in the driven critical dynamics across an overlapping critical region
传统的Kibble-Zurek标度描述了驱动动力学中跨单个临界区域的标度行为。在本文中,我们研究的驱动动力学跨越一个重叠的关键区域,其中一个关键区域(区域A)被另一个关键区域(区域B)覆盖。我们发展了一个杂化Kibble-Zurek标度(HKZS)来描述驱动过程中的标度行为。根据HKZS,重叠区域的驱动动力学可以同时用A区和B区的临界理论来描述。这导致对重叠临界区域中的缩放函数的约束。我们以虚场中的量子伊辛链为例。在该模型中,Yang-Lee边缘奇异性的临界区域与铁磁-顺磁相变点的临界区域相互重叠。我们通过模拟在这个重叠区域的驱动动力学数值确认HKZS。本文还讨论了其它模型中的HK_∞。
2017-12-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Optimized adiabatic-impulse protocol preserving Kibble-Zurek scaling with attenuated anti-Kibble-Zurek behavior
School of Sciences, Southwest Petroleum University(西南石油大学理学院);College of Physics, Sichuan University(四川大学物理学院)
本文提出了一种优化的绝热-脉冲(OAI)协议,通过减少跨越量子相变的演化时间,同时保持Kibble-Zurek(KZ)标度。在临界附近,控制参数以线性速率穿越临界点,其速率由淬火时间τ_Q表征。远离临界点,演化仍保持绝热,且接近绝热崩溃阈值,由绝热系数ζ表征,ζ与τ_Q^α成比例。因此,总演化时间对τ_Q呈现亚线性幂律依赖,常规线性淬火在α→∞时恢复。我们应用OAI协议到横向Ising链,并数值确定保持KZ标度所需的最小ζ。进一步研究了存在噪声场时的非平衡动力学,该噪声场可能诱导反Kibble-Zurek(AKZ)行为。在OAI协议中,由于较短的演化时间,噪声引起的缺陷显著被抑制。最优淬火时间在缺陷密度最小化时遵循与噪声强度不同的幂律标度。最后,我们将OAI协议推广到非线性淬火,并数值展示了噪声引起的缺陷显著减少。
2026-02-05 quant-ph
Experimental Trapped-ion Quantum Simulation of the Kibble-Zurek dynamics in momentum space
Kibble-Zurek机制是解释系统在连续相变过程中的非绝热动力学的范式。在量子领域的研究受到基态冷却的限制。本文报道了用赝动量空间中的一组Landau-Zener交叉对横场伊辛模型临界动力学进行的实验量子模拟,该模拟可以用单个囚禁离子进行高精度的探测。我们在动量空间的量子态下对Kibble-Zurek机制进行了测试,发现测量到的激发标度与理论预测一致。
2016-10-19 quant-ph
Rotation Breaks Kibble-Zurek Universality
Christ University(克里斯特大学);Kindai University(近畿大学);University of Luxembourg(卢森堡大学);Donostia International Physics Center(圣塞巴斯蒂安国际物理中心)
研究表明陷阱旋转可打破KZ普适性,使涡旋数接近FO值,低频时恢复KZ标度,并可通过钉扎势形成有序晶格,为临界动力学提供控制手段。
2026-10-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Observation of an anomaly in the statistics of Kibble-Zurek defects
该研究通过量子模拟器观察到Kibble-Zurek机制中缺陷统计的异常,揭示了非临界粗化动力学与缺陷形成之间的联系。
2025-12-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Universal Statistics of Vortices in a Newborn Holographic Superconductor: Beyond the Kibble-Zurek Mechanism
以有限速率穿越连续相变导致绝热动力学的崩溃和拓扑缺陷的形成,正如著名的Kibble-Zurek机制(KZM)所预测的那样。我们调查普遍的签名超越KZM,通过表征的热淬火导致形成的全息超导体中产生的旋涡的分布。涡旋的完整计数统计由二项分布描述,其中平均值由KZM决定,高阶累积量与猝灭时间共享普适的幂律标度。与大的波动相关联的极端事件不再表现出幂律行为的淬火时间,其特征在于由一个通用的形式的威布尔分布不同的淬火率。
2021-06-10 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Kibble-Zurek scaling in the quantum Ising chain with a time-periodic perturbation
本文通过解析分析含时间周期扰动的横场伊辛链中的缺陷密度,证明尽管非微扰贡献在绝热极限下不为零,量子Kibble-Zurek标度仍保持不变,表明QKZM对扰动具有鲁棒性。
2023-07-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Kibble-Zurek Mechanism in the Open Quantum Rabi Model
Università degli Studi di Napoli Federico II(那不勒斯费德里科二世大学);INFN, Sezione di Napoli(意大利国家核物理研究所那不勒斯分部);SPIN-CNR(凝聚态物理特殊相互作用中心)
研究揭示开放量子Rabi模型中Ohmic浴诱导的Berezinskii-Kosterlitz-Thouless相变,展示激发能遵循Kibble-Zurek幂律缩放,非马尔可夫记忆维持非平衡标度完整性。
2026-03-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Interferometry based on quantum Kibble-Zurek mechanism
我们提出了一个量子Kibble-Zurek机制的框架内的干涉,举例说明两个典型的淬火协议,即往返和四分之一转的,横向伊辛和量子$XY$链。每个协议包含两个线性斜坡,驱动系统两次跨越量子临界点。这两个线性斜坡引起两个相应的非绝热临界动力学,很好地描述了量子Kibble-Zurek机制。然而,结合起来,这两个关键动态可能会相互影响。作为干涉的影响,动力学相位暴露在最终激发概率中,这导致具有可预测特征周期的缺陷密度的量子相干多体振荡。因此,这样的干扰是可用于直接的实验观察。在量子$XY$模型中,我们表明,干扰也可以从两个不同的临界动力学之间的相互作用,从一个临界点和一个三临界点。此外,我们表明,干扰影响的退相的激发准粒子模式错综复杂的披露的多个长度尺度的现象,对角线和非对角线的,在缺陷-缺陷双折射。事实证明,去相位的结果依赖于对角和非对角长度如何由淬火协议中的可控参数调制。
2022-04-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum simulation of Kibble-Zurek mechanism with a semiconductor electron charge qubit
Kibble-Zurek机制描述了对称性破缺相变中的拓扑结构,它可能表现为早期宇宙中的宇宙弦或超流体中的涡旋线。在Kibble-Zurek机制和教科书量子现象之间的一个特别有趣的类比,Landau-Zener跃迁已经被发现,但迄今为止很难观察到。近年来,人们对使用不同的良好控制的物理设置的量子模拟产生了广泛的兴趣,其中完全可调谐性允许访问未探索的参数机制。在这里,我们展示了一个证明的原理量子模拟的Kibble-Zurek机制使用一个单电子电荷量子比特的双量子点,设置为表现为朗道-齐纳动力学。我们测量的量子比特状态作为驱动脉冲速度的函数,并成功地再现Kibble-Zurek一样的拓扑缺陷密度对淬火速率的依赖性。半导体二能级系统的高度可控性使其成为检验拓扑缺陷形成过程关键要素的平台,并为非平衡相变研究提供了新的视角。
2013-01-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamic Kibble-Zurek scaling framework for open dissipative many-body systems crossing quantum transitions
我们研究了多体系统的量子动力学,由于与环境的相互作用,在Kibble-Zurek(KZ)协议下,其中一个哈密顿参数是缓慢的,线性的时间,驱动过零温度量子跃迁的临界值的耗散的存在。特别是,我们解决是否,以及在何种条件下,开放量子系统可以开发一个通用的动态标度制度类似于出现在封闭系统。我们专注于一类耗散机制,其动力学可以可靠地描述通过Lindblad主方程管理系统的密度矩阵的时间演化。我们认为,一个动态的标度极限存在,即使在耗散的存在下,其主要特征是由量子跃迁的普适类控制。这需要耗散相互作用的特定调谐,其衰减速率$u$应随着KZ协议的时间尺度$t_s$的增加而缩放为$u\sim t_s^{-κ}$,其中指数$κ= z/(y_μ+z)$取决于动力学指数$z$和驱动哈密顿参数的重整化群维数$y_μ$。我们的动态标度参数的数值结果支持KZ协议适用于一个一维的费米子线进行量子跃迁的量子伊辛链的相同的普适性类,在存在的耗散机制,其中包括本地泵浦,衰变,和退相。
2020-03-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Observation of generalized Kibble-Zurek mechanism across a first-order quantum phase transition in a spinor condensate
Kibble-Zurek机制提供了一个统一的理论来描述当系统被驱动通过二阶量子相变时动力学中的普适标度律。然而,对于一阶量子相变,Kibble-Zurek机制通常不适用。在这里,我们的实验证明和理论分析的幂律缩放的动力学自旋1凝聚物跨越一阶量子相变时,系统被缓慢地从极性相驱动到反铁磁相。我们表明,这种幂律缩放可以描述一个广义Kibble-Zurek机制。此外,通过实验测量的自旋布居,我们显示的幂律缩放的自旋激发的时间开始相对于淬火率,这与我们的数值模拟结果吻合得很好。我们的结果为进一步探索广义Kibble-Zurek机制,理解一阶量子相变的动力学打开了大门。
2020-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Locating quantum critical points with Kibble-Zurek quenches
我们描述了一个计划,用于寻找量子临界点的基础上研究的非平衡磁化率在有限速率猝灭系统从一个阶段到另一个。我们假设两个这样的淬灭是在相反的方向进行,并认为它们导致形成的非平衡磁化率的临界点的相对两侧的峰。然后,将其位置缩小到由驱动过渡的参数的这些值标记的间隔,在该间隔处观察到峰。通用的尺度与淬火时间的精度,这样的估计推导和验证两个精确可解的模型。预计这些结果的实验相关性。
2020-10-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Large Deviations Beyond the Kibble-Zurek Mechanism
本文利用大偏差理论刻画超越Kibble-Zurek机制的缺陷数涨落普适性,给出横场量子伊辛模型中速率函数的精确形式,并推广到任意连续相变的大偏差标度行为。
2023-09-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-th
Double universality of a quantum phase transition in spinor condensates: the Kibble-Żurek mechanism and a conservation law
本文研究了超冷原子自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体中从反铁磁到相分离基态的相变。我们证明了两个标度律的发生,自旋波动的数量后的相变,并在最终的,稳定的配置自旋域的数量。只有第一个缩放可以用标准的Kibble-tourek机制来解释。我们解释了两个标度律的发生模型,包括后选择的自旋域由于凝聚磁化守恒。
2012-08-24 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamics and correlations at a quantum phase transition beyond Kibble-Zurek
Kibble-Zurek理论(KZ)是相变动力学中最可靠的缺陷产生理论。KZ利用远离跃迁点的平衡态的结构,使用绝热和脉冲近似来估计由于跃迁引起的激发。在这里,我们表明,实际的非平衡动力学导致从KZ的一个定性不同的情况下,至于缺陷之间的相关性(而不是它们的密度)的关注。对于一个量子伊辛链,我们表明,这引起了高斯空间衰减的域壁(扭结)的相关性,而KZ将预测指数下降。我们提出了一个简单的,但一般的框架上的KZ,基于“量子粗化”的动力学的本地调制器在假设的脉冲制度。我们概述了我们的图片如何扩展到一般的互动情况。
2021-07-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Kibble-Zurek mechanism with a single particle: dynamics of the localization-delocalization transition in the Aubry-André model
Aubry-André一维晶格模型描述了粒子在伪随机势中的跳跃。根据其强度$λ$,所有本征态要么是定域的($λ>1$),要么是离域的($λ<1$)。在过渡附近,定位长度像$ξ\sim(λ-1)^{-ν}$与$ν=1$一样发散。我们表明,当粒子最初准备在一个本地化的基态和潜在的强度是缓慢斜降的过渡,然后-在类比与Kibble-Zurek机制-它进入离域阶段具有有限的本地化长度$\hatξ\simτ_Q^{ν/(1+zν)}$。这里,$τ_Q$是斜坡/猝灭时间,$z$是动态指数。在$λ=1$,我们从能隙与晶格尺寸$L$的幂律标度确定$z\simeq2.37$。即使对于无限$L$的模型是无间隙的,我们表明,在斜坡的激励相关的间隙仍然是有限的。在接近临界点时,它像$ξ^{-z}$一样缩放,其中$z$的值由有限尺寸缩放确定。它是基态和那些激发态中最低的激发态之间的间隙,这些激发态与基态重叠,足以达到激发。我们提出了一个实验与非相互作用的BEC来测试我们的预测。我们的假设进一步支持考虑一个广义版本的Aubry-André模型具有能量依赖的迁移率边缘。
2019-03-21 cond-mat.stat-mech quant-ph
Kibble-Zurek mechanism in a one-dimensional incarnation of deconfined quantum critical point
传统的Kibble-Zurek机制(KZM)描述了Landau-Ginzburg-Wilson(LGW)自发对称性破缺相变的驱动临界动力学。然而,KZM是否仍然适用于解除限制的量子临界性,这是超出了LGW范式,还没有探索。本文研究了铁磁(FM)相和价键固体(VBS)相之间的一维量子临界点附近的驱动临界动力学。通过研究拓扑缺陷密度对驱动速率的依赖关系,验证了该朗道禁戒临界点的KZM。此外,我们发现FM和VBS的序参量在整个驱动过程中都满足有限时间标度。研究了突现对称性在非平衡态动力学中的作用。
2020-02-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Anti-Kibble-Zurek Behavior in Crossing the Quantum Critical Point of a Thermally Isolated System Driven by a Noisy Control Field
我们发现,一个热孤立系驱动跨越量子相变的噪声控制领域表现出反Kibble-Zurek行为,从而更慢的驱动结果在更高的激发。我们的特征作为斜坡率和噪声强度的函数的激励密度。最佳的驱动时间,以尽量减少激励示出的规模作为一个普遍的功率定律的噪声强度。我们的研究结果揭示了绝热协议,如量子退火的局限性,并证明了最佳斜坡率的普遍性。
2016-08-19 cond-mat.other quant-ph
Universality beyond the Kibble-Zurek mechanism in the condensation of coherently coupled Bose gases
School of Physical Sciences, Indian Institute of Technology Mandi(印度理工学院曼迪分校物理科学学院);CNR NANOTEC, Institute of Nanotechnology(意大利国家研究委员会纳米技术研究所)
通过随机投影Gross-Pitaevskii方程研究相干耦合玻色气体非平衡凝聚中拓扑缺陷的普适空间统计,发现基本和复合缺陷的位置服从泊松点过程,呈现普适随机几何。
2026-06-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantitative verification of the Kibble-Zurek mechanism in quantum non-equilibrium dynamics
Kibble-Zurek机制(KZM)捕获了二级相变的非平衡动力学中的关键物理,并准确地预测了在该过程中形成的拓扑缺陷的密度。然而,尽管付出了很多努力,KZM的中心预测的准确性,即,密度生产和传送速率的缩放仍然是一个悬而未决的问题。在这里,我们进行了一个实验,基于一个九级光学干涉仪的整体保真度高达0.975 $\pm$ 0.008,直接支持的中心预测KZM量子非平衡动力学。此外,我们的工作还将光学干涉仪的级数提高到了9级,并且具有很高的保真度,这一技术也有助于推进线性光学量子模拟和计算。
2013-01-13 quant-ph
Reservoir interactions during Bose-Einstein condensation: modified critical scaling in the Kibble-Zurek mechanism of defect formation
作为对缺陷形成的Kibble-Zurek机制(KZM)的检验,我们利用随机投影Gross-Pitaevskii方程(SPGPE)模拟了环形约束玻色气体中的玻色-爱因斯坦凝聚相变,其中包括有和没有能量阻尼库的相互作用.能量阻尼改变了绕组数量分布与失超时间的比例-偏离了依赖于平衡临界指数的通用KZM理论。数值获得的相关长度临界指数$ν$和动态临界指数$z$的油藏相互作用理论的每个变量。能量阻尼水库相互作用引起显着修改的动态临界指数的相变,同时保持基本的KZM临界标度行为。数值和解析两点关联函数的比较进一步说明了能量阻尼对冻结过程中关联长度的影响。
2015-07-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Circulation Statistics and Migdal Area Rule Beyond the Kibble-Zurek Mechanism in a Newborn Bose-Einstein Condensate
本文研究了新生玻色-爱因斯坦凝聚体中超越 KZM 的环量统计,验证了小回路的 Migdal 面积规则并表征了大回路的普适性破缺,同时揭示了由 KZM 动力学决定的非平衡普适性。
2025-08-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Experimentally testing quantum critical dynamics beyond the Kibble-Zurek mechanism
我们用单个囚禁离子作为动量空间中的量子模拟器,实验研究了一维量子伊辛链在顺磁-铁磁量子相变中的扭结对分布.在过渡之后的扭结对的数量遵循泊松二项分布,其中所有累积量以通用幂律作为过渡被跨越的猝灭时间的函数缩放。我们实验验证了这种缩放的第一累积量和报告的偏差,由于噪声引起的失相的被困离子。我们的研究结果表明,临界动力学的普遍特征可以扩展到范式Kibble-Zurek机制之外,该机制占平均扭结数,以表征拓扑缺陷的全概率分布。
2019-12-02 quant-ph
Quantum Kibble-Zurek physics in the presence of spatially-correlated dissipation
我们研究了如何在临界点的量子猝灭的普适性质被修改的弱耦合热耗散,专注于横场伊辛模型的范例情况下。除了在没有浴的情况下的标准淬火诱导的Kibble-Zurek缺陷产生之外,浴贡献额外的热缺陷。我们发现,空间相关性的浴产生的噪声可以发挥至关重要的作用:一个获得定量不同的缩放制度,这取决于噪声的相关长度是小于或大于Kibble-Zurek长度与淬火速度,和热长度设置的温度。对于空间相关的浴噪声的情况下,额外的热缺陷的产生被限制到一个窗口,这是量子临界的,并排除在临界点周围的非平衡状态。我们映射的耗散淬火问题的一组有效独立的耗散朗道-齐纳问题。使用这种映射与分析和数值计算,使我们能够找到在淬火中产生的多余的缺陷密度的缩放,并建议这样的耗散淬火的通用图片。
2015-03-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech physics.atom-ph
Resolving chiral transitions in Rydberg arrays with quantum Kibble-Zurek mechanism and finite-time scaling
本文提出利用量子Kibble-Zurek动力学和双向扫描方法,在Rydberg原子阵列中实验诊断周期-3与周期-4相边界处的手征相变,区分浮动相并提取全部临界指数。
2024-03-05 cond-mat.str-el quant-ph
Universal breakdown of Kibble-Zurek scaling in fast quenches across a phase transition
该研究聚焦快速淬火下Kibble-Zurek机制(KZM)标度的实验偏离现象,证实其普适性:临界淬火速率以下KZM标度成立,更快淬火时缺陷密度、冻结时间与淬火速率无关,仅与控制参数终值呈普适幂律标度,且该结论在经典和量子域典型场景中均获验证。
2023-05-03 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con hep-th
Kibble--Zurek Scaling in the Dicke Model at Mesoscopic Scales
Institute for Advanced Study, Tsinghua University(清华大学高等研究院);Beijing Key Laboratory of Cold Atom Quantum Computation, Tsinghua University(清华大学冷原子量子计算北京市重点实验室)
本研究针对介观尺度Dicke模型,通过大N分析确定相干与耗散不动点,开发纳入主导无关修正的统一介观标度框架,验证Kibble-Zurek标度并阐明有限尺寸、耗散与速率的竞争机制,建立了适用于长程相互作用介观系统的临界标度统一框架。
2026-08-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Kibble-Zurek Behavior in the Boundary-obstructed Phase Transitions
本文研究了二维高阶拓扑绝缘体在边界阻碍相变中的非绝热动力学,发现边界条件显著改变激发的幂律标度行为,并指出需引入有效维度才能用Kibble-Zurek机制解释该现象。
2024-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Non-Hermitian Kibble-Zurek mechanism with tunable complexity in single-photon interferometry
量子物质的非厄米描述最近取得了令人印象深刻的进展,在理解其拓扑性质或例外点(临界点的非厄米对应物)的物理学等核心方面取得了重大进展。在这里,我们使用单光子干涉术重建的非埃尔米特Kibble-Zurek机制和其独特的标度行为的例外点,通过模拟执行缓慢的参数斜坡后的缺陷生产。重要的是,我们还能够实现更高阶的异常点,为理论预测的特征Kibble-Zurek缩放行为提供实验途径。我们的工作是增加非厄米量子时间演化实验复杂性的关键一步。因此,它也进一步推动了将前沿从纯粹的单粒子物理学转向多体领域中日益复杂的环境的探索。
2020-04-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Inhomogeneous Kibble-Zurek mechanism: vortex nucleation during Bose-Einstein condensation
本文将Kibble-Zurek机制应用于热气体中涡旋的自发形成,研究了温度猝灭通过玻色-爱因斯坦凝聚的临界值.虽然在均匀的情况下,涡旋成核总是预期的,我们表明,它可以被完全抑制在存在的限制潜力,每当进行冷凝的空间前的速度低于阈值速度。否则,几何形状和因果关系之间的相互作用,导致不同的比例法则的密度的旋涡作为淬火率的函数,我们也说明了一个环形的捕获潜力的情况下。
2011-06-20 cond-mat.quant-gas physics.gen-ph quant-ph
Varying quench dynamics in the transverse Ising chain: the Kibble-Zurek, saturated, and pre-saturated regimes
本文研究横向伊辛链中从慢到快淬灭的动力学,发现介于Kibble-Zurek与饱和区之间的预饱和区,并通过绝热-脉冲近似和严格分析揭示标度律变化及关联函数衰减行为转变。
2023-11-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum sweeps, synchronization, and Kibble-Zurek physics in dissipative quantum spin systems
我们解决耗散效应的非平衡量子动力学的自旋-1/2耦合通过伊辛相互作用的合奏。耗散是由谐振子在零温度下的(欧姆)浴建模,并对应于一维玻色-爱因斯坦(准)冷凝物的声音模式或长传输线的零点波动。我们认为二聚体包括两个自旋和量子伊辛链与远程相互作用,并开发一个(数学和数值)精确的随机方法来解决非平衡协议中存在的环境。对于双自旋情形,我们首先研究了环境通过量子猝灭引起的耗散量子相变,并研究了环境对同步性质的影响。然后,我们解决Landau-Zener-Stueckelberg-Majorana协议的两个自旋,和自旋阵列。在后一种情况下,我们采用了随机平均场的观点,并提出了一个Kibble-Zurek型参数来解释晶格中的相互作用效应。这种耗散量子自旋阵列可以在超冷原子、囚禁离子、介观系统中实现,并且与Kondo晶格模型有关。
2016-01-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph