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随机频带矩阵在边缘处的去局化

概率论 2025-06-25 v3 数学物理 math.MP

摘要

我们考虑 N×NN\times N 赫姆齐特随机频带矩阵 H=(Hxy)H=(H_{xy}),其条目是中心复高斯随机变量。指数 x,yx,y 范围在离散环 (Z/LZ)d(\mathbb Z/L\mathbb Z)^d 上,其中 d{1,2}d\in \{1,2\}N=LdN=L^d。方差概览 Sxy=Ehxy2S_{xy}=\mathbb E|h_{xy}|^2 具有频带结构:具体而言,当距离 xy|x-y| 超过带宽参数 WLW\le L 时,Sxy=0S_{xy}=0。设 W=LαW=L^\alpha,其中 0<α10<\alpha\le 1。我们证明随着 α\alpha1d=1/2\mathbf 1_{d=1}/2 增加到 1d/61-d/6,对应去局化特征向量能量范围从谱的中间部逐渐扩展到整个谱。更精确地,我们证明能量 EE 满足 2ENcd,α2 - |E| \gg N^{-c_{d,\alpha}} 时,其关联特征向量是去局化的,其中指数 cd,αc_{d,\alpha} 取决于维度:在一维中为 cd,α=2α1c_{d,\alpha} = 2\alpha - 1,在二维中为 cd,α=αc_{d,\alpha} = \alpha。此外,当 α>1d/6\alpha > 1-d/6 时,矩阵 HH 的所有特征向量均为去局化。我们进一步建立了去局化特征向量的量子唯一黄致性,以及特征值的刚性估计。我们的发现扩展了之前在一维 (arXiv:2501.01718) 和二维 (arXiv:2503.07606) 随机频带矩阵的 bulk 区间结果,适用于整个谱,包括谱边。它们也补充了 arXiv:0906.4047 和 arXiv:2401.00492 的结果,后者涉及一维和二维随机频带矩阵的边缘特征值统计。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.11993,
  title  = {Delocalization of random band matrices at the edge},
  author = {Fan Yang and Jun Yin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.11993},
  year   = {2025}
}

备注

60 pages. Minor updates. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2503.11382