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玻色气体模型中量子相干性的经典禁忌签名

量子物理 2026-04-22 v1 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

我们在N~370个自旋的集体量子系统中推导了严格的定量条件,表明其在自旋玻色气体(BEC)中展现出经典禁忌的时序关联。 Lipkin-Meshkov-Glick (LMG) 模型在其Z_2破坏量子临界点附近支持着两种宏观有序相位(|P>: m_z ~ +m_*; |R>: m_z ~ -m_*)的介观叠加态a|P> + b|R>,其在Goldilocks交叉处N ~ N_c处,tunne splitting等于k_B T且宏观灵敏度chi ~ N同时伴随有限量子相干性。我们确立了两个量子鉴别预测:P4(Landau-Zener交叉,提议的鉴别器):量子隧穿使P_error随制动时间指数衰减,而经典非各向同性系统在P_error -> 1 - a参数化的大量可计算分离,基于特定的动力学薄膜。P5(Leggett--Garg不等式违背,严格模型无关):K_3 > 1被经典模型中满足非侵入性可测性的假设所禁止。五水平 Lindblad模拟给出K_3 ~ 1.32,dephasing threshold gamma_phi < 0.289 s^{-1}于BEC目标(gamma_phi = 0.05 s^{-1}, N = 370, Gamma/J = 0.95)——距离最优测量间隔8.8倍,已在当前实验范围内。该阈值在新出现的集体Z_2对称性中有明确的物理来源:精确parity消除主要dephasing交叉项,使LGI相关子对免受T_1 population混合影响,无需 ground-state preparation(相对于粗略均值场估计提升2.35倍);更高奇偶arity状态在基准参数下的构造性动力学相位对齐进一步贡献2.47倍。所有结果均可从提供的自检Python代码中复现。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.18638,
  title  = {Classically Forbidden Signatures of Quantum Coherence in the Mesoscopic Lipkin-Meshkov-Glick Model},
  author = {Stavros Mouslopoulos},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.18638},
  year   = {2026}
}