Absence of finite-temperature ballistic charge transport in the 1D half-filled Hubbard model
可积和不可积的一维多粒子量子系统的高温T>0输运性质是相当不同的,分别表现在金属相的弹道和扩散行为。一维哈伯德模型是一个具有广泛物理意义的可积系统。对于电子密度$n\neq1$,它是理想导体,对于T大于或等于0的弹道电荷传输。尽管Bethe方程可以求解,但在$n=1$中,T>0输运性质是一个集体行为问题,人们对此知之甚少。在这里,我们将该解与对称性结合起来,以表明对于原位排斥U>0,电荷刚度D(T)在热力学极限T>0时为零。这种有限温度弹道电荷输运的缺乏是一个确切的结果,澄清了一个长期悬而未决的问题。
2013-06-26 cond-mat.str-el
Signatures of integrability in charge and thermal transport in 1D quantum systems
可积系统和非可积系统具有非常不同的输运性质。在这项工作中,我们强调这些差异的具体一维模型的相互作用格费米子使用数值精确对角化。我们计算了有限温度绝热刚度(或Drude重量)和等温刚度(或"Meissner“刚度)的电和热输运,也计算了完整的动量和频率依赖的动态电导率$σ(q,ω)$和$κ(q,ω)$。对于可积和不可积可积系统,迈斯纳刚度随系统尺寸的变化迅速趋于零。Drude重量在非可积系统中表现出扩散的迹象,在可积系统中表现出弹道行为。动力学电导率也分别与可积和非可积系统中的弹道和扩散行为一致。
2007-05-25 cond-mat.str-el
Proposal for measuring the finite-temperature Drude weight of integrable systems
可积模型,如自旋为1/2的海森堡链、利卜-林尼格或一维哈伯德模型,都可以避免热化,这也在几个量子猝灭实验中得到了证明。可积性的另一个引人注目的结果是输运系数的零频率异常,这导致弹道有限温度输运,尽管存在强相互作用。虽然这方面的非遍历动力学已经知道了很长一段时间,至今还没有任何明确的实验实现。我们提出了在费米子量子气体显微镜中通过局域量子猝灭实验观察弹道输运的具体建议。这样的实验还将揭示弹道和扩散传输通道在同一个系统中的共存,并提供一种测量有限温度德鲁德重量的方法。局部猝灭和线性响应函数之间的连接是通过依赖于时间的爱因斯坦关系。
2017-02-27 cond-mat.str-el quant-ph
Sub-ballistic growth of Rényi entropies due to diffusion
我们研究了全局猝灭后量子纠缠的动力学,并揭示了冯诺伊曼熵和更高的雷尼熵之间的性质差异。我们认为,后者一般生长\emph{sub-ballistically},作为$\propto\sqrt{t}$,在扩散运输系统。我们提供了强有力的证据,这两个U $(1)$对称随机电路模型和一个范式的不可积自旋链,其中能量是唯一的守恒量。我们解释我们的结果作为保守密度,其行为是由扩散控制的局部量子涨落的后果,并使用随机电路模型来获得一个有效的描述。我们还讨论了第二Rényi熵的后期行为,并表明它表现出流体动力学的尾巴与\emph{three distinct power laws}发生在不同类别的初始状态。
2019-07-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Superdiffusive transport of energy in one-dimensional metals
在一个空间维度中的金属在最低能量标度下由Luttinger液体理论描述。很好地理解,这种自由理论,甚至相互作用的可积模型,可以支持包括能量在内的守恒量的弹道输运。相比之下,现实的一维金属,即使没有无序,包含可积性破坏的相互作用,预计将导致热化和传统的扩散线性响应。我们认为,当这种不可积的Luttinger液体被局部加热到其基态以上时,能量的膨胀表现出超扩散行为(即,扩散和弹道传播之间的能量扩散),通过结合分析反常扩散模型与数值矩阵产品状态计算一个特定的扰动无自旋费米子链。不同的金属在其能量扩散中将具有不同的标度指数和形状,但是超扩散行为是稳定的,并且应该在时间分辨实验中可见。
2020-05-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Macroscopic Diffusive Transport in a Microscopically Integrable Hamiltonian System
我们证明了一个完全可积的经典力学模型,即晶格朗道-Lifshitz经典自旋链,支持扩散自旋输运与有限的扩散常数在易轴制度,而在易平面制度,它显示弹道输运在没有任何已知的相关的本地或准本地运动常数的对称部门的自旋流。这一令人惊讶的发现应该打开的方式对可积的相互作用系统的扩散常数的分析计算和存在的新的准局部经典守恒律超越标准孤子理论的提示。
2013-04-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el nlin.SI
Conductivity of quantum-spin chains: A Quantum Monte Carlo approach
我们讨论了各种自旋为1/2的链的零频输运性质。我们表明,仔细分析的量子蒙特卡罗(QMC)数据的虚轴上允许区分内在的弹道和扩散运输。我们确定了可积和不可积量子自旋链的Drude重量,电流弛豫寿命和平均自由程。此外,我们还讨论了各种输运系数和热响应函数之间的一些唯象关系。
2002-04-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
From dissipationless to normal diffusion in easy-axis Heisenberg spin chain
可积易轴海森堡链的反常自旋扩散起源于非零磁化对称扇区的弹道输运。引入可积性破坏扰动(包括外部驱动)后,所有磁化扇区的弹道输运都被正常耗散输运所取代。这样的行为意味着可积模型得到的扩散常数与自旋激发的扩散有关,但与自旋电导率无关。我们提出了封闭系统和驱动的开放系统的数值结果,表明扩散常数作为扰动强度的函数显示出不连续的变化。
2022-12-05 cond-mat.str-el
Diffusion and ballistic transport in one-dimensional quantum systems
可积一维(1D)系统中的输运必然是弹道输运。因此,在S=1/2的一维海森堡模型的近乎理想的实现中,实验上看到的大扩散响应是令人困惑的,到目前为止还没有得到解释。在这里,我们表明,与通常的信念相反,扩散普遍存在于相互作用的一维系统受到周期性的晶格势。我们提出了一个无参数的自旋-晶格弛豫速率公式,它与实验非常吻合。此外,我们计算的电流衰减直接在热力学极限使用时间相关的密度矩阵重整化群算法,并表明,即使在高温下存在一个巨大的时间尺度。
2010-11-29 cond-mat.str-el
Non-equilibrium spin transport in integrable spin chains: persistent currents and emergence of magnetic domains
我们在无隙XXZ自旋1/2链中构建了酉非平衡时间演化的精确稳态,其中可积性在长时间内保持弹道自旋输运。我们的准本地保守量负责这一功能的特点,并介绍了一种计算有效的方法来评估其期望值的通用矩阵产品的初始状态。我们采用这种方法来重现所有量子猝灭显着打破粒子-空穴或时间反演对称性的本地观测值的长时间限制。我们专注于一类初始状态支持持续的自旋电流和我们的预测显着同意数值模拟在很长一段时间。此外,我们提出了一个协议,这个模型中的相互作用,即使是反铁磁,负责的宏观磁畴的无界增长。
2017-08-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Fragmentation and emergent integrable transport in the weakly tilted Ising chain
研究了弱横场作用下倾斜伊辛链的量子涌现动力学。在首阶扰动理论中,希尔伯特空间被分裂成指数级的多个解耦扇区。我们发现,由孤立的磁振子制成的部门是可积的动力学受约束的XXZ自旋哈密顿量的版本。因此,当在该扇区中启动时,伊辛链在出乎意料的长时间尺度上表现出弹道输运。我们定量描述其丰富的现象学采用精确的可积技术,如广义流体力学。最后,我们开始研究的可积性打破磁振子集团的领先秩序运输被激活与周围孤立的磁振子散射。
2022-05-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Lower bounds for ballistic current and noise in non-equilibrium quantum steady states
假设一个无限的、均匀的、多体量子系统从两个半体独立热化的状态长时间幺正演化。有人说,如果在中心区域存在非零的恒定电流,则出现非平衡定常状态。特别是,它们的存在是弹道输运的标志。我们分析的后果,目前可观察到的是一个保守的密度,接近平衡,这是已知的,以引起线性波传播和非零德鲁德峰。利用Lieb-Robinson界,在一定的正则性条件下,导出了由平衡平均值决定的非平衡稳态电流的下界。这表明并量化了远离平衡的弹道输运的存在。该不等式提出了“非线性声速“和“广义声速“的定义,前者专门描述不可积模型中接近平衡态的声速,后者则描述可积模型中的广义Gibbs热化。这些都是由Lieb-Robinson速度限制的。在纯能量输运的情况下,该不等式也引起能量流噪声的约束。我们发现,在许多模型中,精确的结果是满意的不等式,它是饱和的一维临界。
2014-10-01 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Topological Protection from Random Rashba Spin-Orbit Backscattering: Ballistic Transport in a Helical Luttinger Liquid
Rashba自旋轨道耦合和势无序的结合诱导了二维拓扑绝缘体边缘态的随机电流算符。我们证明,通过这样的边缘的电荷传输是弹道在任何温度下,有或没有Luttinger液体相互作用。该解决方案利用了一个映射到自旋1/2在一个随时间变化的字段,保留沿一个随机起伏的组件(可积动力学)的投影。我们的结果是准确的,并排除了随机Rashba后向散射作为一个来源的温度依赖性运输,缺乏可积性破坏条款。
2016-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Macroscopic effects of localised measurements in jammed states of quantum spin chains
量子阻塞态可以看作是粒子可用的相空间收缩为零的状态,这在稳定的准粒子弹性散射的可积系统中是相当准确的解释。我们考虑可积对偶折叠XXZ模型,它在大各向异性极限下等价于XXZ模型。我们在干扰状态下进行干扰破坏局部测量。我们发现,干扰是局部恢复,但当地的可观表现出非平凡的宏观,弹道尺度上的时间演化,而不会放松到它们的初始值。
2021-12-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Universal spin dynamics in infinite-temperature one-dimensional quantum magnets
我们讨论了各种可积和不可积的,各向同性和各向异性的量子自旋$S$链的自旋动力学的性质,超越了典型的$S=1/2$海森堡模型。特别是,我们调查的代数长时间衰减$\propto t^{-1/z}$的自旋关联函数在无限温度下,使用国家的最先进的模拟基于张量网络方法。我们确定了三个普遍的制度的自旋输运,独立于精确的微观模型:(i)当模型可与额外的对称性(例如驱动Drude重量为零的自旋各向同性)积分时,与$z=3/2$超扩散,如在Kardar-Parisi-Zhang普适类中,(ii)当模型可与有限Drude重量积分时,与$z=1$弹道,和(iii)扩散与$z=2$与易轴各向异性或没有可积性,在与以前的意见。
2020-03-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Tunable superdiffusion in integrable spin chains using correlated initial states
本文研究可积自旋链的输运机制,发现具有准长程关联的初态系综能产生动态指数可调的超扩散自旋输运,并通过数值模拟验证了该预测。
2023-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
A theory of quasiballistic spin transport
University of Washington(华盛顿大学);Princeton University(普林斯顿大学);National University of Singapore(新加坡国立大学);Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore(新加坡国立大学量子技术中心);Rice University(莱斯大学)
本文提出了一种准弹性自旋输运的理论,通过分析自旋电流寿命并排除守恒算符的存在,揭示了自旋输运的机制。
2025-12-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Anomalous transport from hot quasiparticles in interacting spin chains
许多实验相关的量子自旋链是近似可积的,并支持长寿命的准粒子激发。量子磁性的可积模型的一个典型例子是XXZ自旋链,能量以弹道方式传播,但令人惊讶的是,高温自旋输运可以是扩散或超扩散的。我们回顾这个模型的输运性质,使用一个直观的准粒子图片,依赖于最近推出的广义流体力学框架。我们讨论了如何从准粒子的层次结构中出现异常的线性响应特性在可积和近可积的限制,强调流体动力学波动的作用。我们还评论了最近的发展,包括非线性响应,全计数统计和远离平衡运输。我们概述了XXZ自旋链中输运的最新数值和实验结果。
2022-08-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Heisenberg XYZ Hamiltonian with Integrable Impurities
本文在开边界Heisenberg XYZ自旋链的框架下构造了杂质模型的哈密顿量。该杂质模型是一个精确解,在三角极限下退化为可积XXZ杂质模型。该方法首次将可积杂质引入到开边界条件下的完全各向异性海森堡自旋模型中。
1998-11-05 cond-mat.str-el
Pascal conductance series in ballistic one-dimensional LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ channels
创造和研究复合费米子相的能力为强关联量子物质的研究开辟了新的途径。本文报道了在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面形成的强相互作用电子波导中的一系列量子化电导台阶的实验观察。波导电导遵循帕斯卡三角形内的特征序列:$(1, 3, 6, 10, 15, ...)\cdot e^2/h$,其中$e$是电子电荷,$h$是普朗克常量。这些步骤相对于磁场和栅极电压的鲁棒性表明形成了由$n = 2, 3, 4, ...$电子的束缚态形成的简并量子液体的新家族。这些实验可以为从中子星到固态材料再到夸克-胶子等离子体的各种复合费米子相提供固态模拟物。
2019-09-12 cond-mat.str-el
Lower Bounding Diffusion Constant by the Curvature of Drude Weight
我们建立了一个弹道和扩散输运系统中的典型系综的弹道贡献消失之间的一般连接。格林-久保扩散常数的下限是根据理想输运系数的曲率,Drude权重,相对于填充参数。作为应用,我们明确地确定了各向异性自旋1/2海森堡链中各向异性参数$Δ\geq 1$的高温扩散常数的下限,从而解决了输运是否是亚扩散的问题.此外,下界饱和的扩散常数,为一定的经典可积模型。
2017-06-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Thouless approach in transport in integrable and perturbed easy-axis Heisenberg chains
本文用Thouless方法研究可积与受扰易轴海森堡链的输运,发现可积性破缺扰动导致R值在输运交叉处出现最小,且自旋电导率在热力学极限下发生不连续跳跃。
2025-05-24 cond-mat.str-el
Domain wall melting in spin-1 chains
在这封信中,我们研究的非平衡自旋动力学的不可积自旋-1 XXZ链,出现后加入两个宏观纯态不同的磁化。采用所谓的时间相关的变分原理(TDVP),我们模拟的动态的总磁化强度的右(左)半系统的时间通常是无法访问的标准tDMRG方法。我们确定了三个不同的阶段取决于链的各向异性,对应于扩散,边缘超扩散和绝缘。我们观察到一个短暂的弹道行为的交叉时间,发散的各向同性点接近。我们的结论是,在中大时间尺度上的动力学是很好的描述可积的Landau-Lifschitz经典微分方程。
2019-10-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quasiballistic transport in long-range anisotropic Heisenberg model
即使对于可积模型,质子的弹道输运也是一个罕见的特征。通过数值研究海森堡链的幂律交换,\mbox{$J\propto1/r^α$},其中$r$是一个距离,我们表明,自旋各向异性$Δ\simeq \exp(-α+2)$的系统表现出准弹道自旋输运和存在的费米子激发不衰减到非常长的时间$\sim10^3/J$。这一结论是在自旋畴动力学、动态自旋电导率、自旋流算符矩阵元的考察以及对大部分守恒算符的分析基础上得出的。我们的结果顺利地连接两个模型,其中充分弹道输运是本:自由粒子与最近邻跳跃和各向同性Haldane-Shastry模型。
2023-01-24 cond-mat.str-el
Anomalously fast transport in non-integrable lattice gauge theories
本文发现非可积格点规范理论中,动力学约束可导致能量超扩散和自旋弹道输运的异常快速行为,为量子模拟和异常流体动力学提供新见解。
2025-09-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas