相对论超流态的相干性与量子稳定性

我们分析了复标量场理论中相对论均匀超流体的量子动力学。与由于内部粒子数改变过程而发生量子蒸发的零电荷凝聚体不同，我们表明在该理论中 $U(1)$ 超流体可以无限期地保持其内部相干性。特别地，尽管这些构型不是哈密顿量本征态，但在完整量子理论中，它们在微扰论的所有阶上都是稳定的。这一点通过显式构造相应的量子态并研究其动力学得到了证明。至关重要的是，维持稳定性要求量子态超越朴素的相干态构造：特定的非高斯修正对于获得稳态是必不可少的。所得状态被确定为超流涨落的相互作用真空，它同时也充当修改后的哈密顿量 $\hat{{H}}-\mu \hat{Q}$ 的基态，其中 $\mu$ 是完全的量子化学势，$\hat{Q}$ 是 $U(1)$ 电荷。最后，我们验证了在包含单圈修正后声子模式仍然是无能隙的，这证实了 Goldstone 定理在半经典 regime 之外的鲁棒性，即使在具有自发破缺 Lorentz 对称性的系统中也是如此。