开放 Schwinger 模型的刘维尔动力学：热介质中的弦断裂与动力学耗散
摘要
理解束缚态形成的动力学是量子色动力学（QCD）等禁闭量子场论的基本问题之一。一种受到显著关注的强子化机制是初始连接费米子与反费米子的弦发生断裂。利用 Schwinger 模型等更简单的低维模型深化对实时弦断裂动力学的理解，可增进我们对 QCD 及其他见于凝聚态与统计系统中的禁闭系统的强子化过程的认识。本文中，我们考虑 Schwinger 模型内的弦断裂动力学，并研究其在热介质中的修正，将 Schwinger 模型视为耦合到热环境的开放量子系统。在系统与环境弱耦合的 regime 下，系统的实时演化可由 Lindblad 演化方程描述。我们分析该 Lindblad 方程的刘维尔能隙（Liouvillian gaps）以及系统冯·诺依曼熵的时间依赖性。我们观察到 late-time 弛豫率随环境关联长度增大而减小。此外，当环境关联长度为无穷时，系统呈现两个稳态，分别位于具有确定电荷共轭宇称（CP）量子数的两个 sector 中各一个。对于初始弦在真空中断裂的参数区间，我们观察到由于动力学耗散效应，介质中弦断裂出现延迟。反之，对于初始弦在真空时间演化中保持完整的区间，我们观察到热介质中发生弦断裂（熔化）。我们进一步讨论如何在量子计算机上模拟开放 Schwinger 模型的刘维尔动力学，并给出相关 Trotter 误差的估计。
引用
@article{arxiv.2308.03878,
title = {Liouvillian Dynamics of the Open Schwinger Model: String Breaking and Kinetic Dissipation in a Thermal Medium},
author = {Kyle Lee and James Mulligan and Felix Ringer and Xiaojun Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.03878},
year = {2024}
}
备注
24 pages, 16 figures; v2: added an appendix to explain the dependence of Liouvillian gaps on environment correlation functions and system sizes; v3: add references; v4,v5: correct typos