少体费米子系统中的本征态热化与系综等价性
量子物理
2020-07-01 v1 统计力学
混沌动力学
摘要
我们从粒子流和热流消失的角度研究本征态热化：将一个少体费米子哈密顿量制备于其某一本征态，并与一个外部弱耦合的费米-狄拉克气体接触。后者充当测温探针，其温度和化学势被设定为使得两子系统之间既无粒子流也无热流。我们认为，探针温度可归因于该少费米子本征态，其意义在于：(i) 它随能量在本征态之间平滑变化；(ii) 在宽能量范围内等于由热力学关系得到的温度；(iii) 在有限参数范围内独立于两系统间耦合的细节；(iv) 满足热力学第零定律背后的传递性条件；(v) 与卡诺定理一致。这些条件基本与少费米子间的相互作用无关。然而，当相互作用强度较弱时，少费米子系统中的轨道占据数与费米-狄拉克分布不同，从而来自探针或流向探针的偏流最终会改变其状态。我们发现，(vi) 在某一临界相互作用强度以上，轨道占据数接近费米-狄拉克分布，导致少费米子系统与探针之间达到真实平衡。我们得出结论：对于具有足够强相互作用的少体系统，Deutsch 和 Srednicki 的本征态热化假说由系综等价性补充：单个多体本征态定义了一个与正则系综等价的微正则系综。
引用
@article{arxiv.1909.07030,
title = {Eigenstate thermalization and ensemble equivalence in few-body fermionic systems},
author = {Philippe Jacquod},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.07030},
year = {2020}
}