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多自旋系统中的洛施密特回波:对内在退相干与涌现不可逆性的探索

量子物理 2017-02-14 v1 统计力学

摘要

如果在一个相互作用自旋的晶体中局部注入一个磁极化过剩,这一“激发”将由于自旋-自旋相互作用而扩散。这种表面上的不可逆过程被称为自旋扩散,并可使系统回到“平衡”。即便如此,一个幺正量子动力学会确保对非平衡初始条件的精确记忆。那么,如果在某个时刻,比如 t/2t/2,一个实验协议反转了多体动力学,它将在时间 tt 将系统驱回初始的非平衡状态。事实上,这种反转总是受到小的实验缺陷和/或不可控的内部或环境自由度的扰动。这限制了在时间 tt 局部恢复的信号 M(t)M(t) 的量。 M(t)M(t) 的退化说明了这些扰动,它们也可被视为退相干的来源。这一思想定义了洛施密特回波(LE),它体现了在核磁共振中实现的各种时间反演过程。在此,我们提出沿着实验所诱导的路径来研究LE的邀请。为此,我们提供了一个历史和概念概述,简要重温了支撑LE动力学的选定现象,最终引出将不可逆性作为涌现现象的讨论。此外,我们通过自旋-自旋关联函数引入LE的形式体系,并给出可能触发新实验和新理论思想的新结果。特别地,我们提议将初始局域激发转化为更复杂的初始态,从而实现动态制备的LE。这依据多体波函数之间的原始重叠给出了LE的全局定义。我们的结果表明,随着制备态复杂性的增加,它对小扰动变得更加脆弱。

关键词

引用

@article{arxiv.1702.01475,
  title  = {Loschmidt echo in many-spin systems: a quest for intrinsic decoherence and emergent irreversibility},
  author = {Pablo R. Zangara and Horacio M. Pastawski},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1702.01475},
  year   = {2017}
}

备注

26 pages, 7 figures. Accepted for publication in Physica Scripta - Invited Comments