中文

轻微扰动下高度退化哈密顿量的宏观热化

统计力学 2025-07-29 v4 数学物理 math.MP 量子物理

摘要

我们说一个孤立的宏观量子系统处于纯态 ψ\psi 时,如果 ψ\psi 位于或接近 Hilbert 空间中一个合适的子空间 Heq\mathcal{H}_{eq},则称其处于宏观热平衡(MATE)。已知如果哈密顿量非退化且满足相应版本的本征态热化假设(ETH),即每个本征态都位于 MATE,则每个初始态 ψ0\psi_0 最终会到达并在那里大部分时间内保持(“热化”)。Tasaki 最近证明了哈密顿量 H0fFH_0^{fF} 的某个扰动 HθfFH_\theta^{fF} 满足 ETH。该扰动是为了消除 H0fFH_0^{fF} 的高退化性。本文首先指出,对于退化哈密顿量,只要 ETH 成立,即每个本征基都位于 MATE,则所有 ψ0\psi_0 都热化,我们证明了这一点适用于 H0fFH_0^{fF}。受启发于 H0fFH_0^{fF} 存在一个本征基,其中 MATE 可以比其他本征基更容易证明,且误差界更小,尤其是在更高的空间维度中,我们对任意给定的 H0H_0 证明了:一个本征基位于 MATE 的存在通常意味着 H0H_0 的大多数本征基都位于 MATE。我们还指出,结果表明,在加入一个小的一般扰动后,H=H0+λVH=H_0+\lambda V 其中 λ1\lambda\ll 1,对于大多数扰动 VV,扰动哈密顿量 HH 满足 ETH,所有状态都热化。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.15832,
  title  = {Macroscopic Thermalization for Highly Degenerate Hamiltonians After Slight Perturbation},
  author = {Barbara Roos and Shoki Sugimoto and Stefan Teufel and Roderich Tumulka and Cornelia Vogel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.15832},
  year   = {2025}
}

备注

39 pages LaTeX, no figures; v4 major revision (stronger conclusion in Theorem 1) and one added author