多体局域化的单粒子密度矩阵表征

Soumya Bera; Thomas Martynec; Henning Schomerus; Fabian Heidrich-Meisner; Jens H. Bardarson

doi:10.1002/andp.201600356

多体局域化的单粒子密度矩阵表征

无序系统与神经网络 2017-07-19 v1 强关联电子

作者: Soumya Bera , Thomas Martynec , Henning Schomerus , Fabian Heidrich-Meisner , Jens H. Bardarson

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摘要

我们研究了一维相互作用费米子在无规、不相关在位无序下的模型。该模型实现了遍历相与多体局域化相(MBL)之间的相互作用驱动的量子相变。我们提出了一个单粒子框架，通过多体本征态中单粒子密度矩阵(OPDM)的本征态(自然轨道)和本征值(占据谱)来表征这些相。主要结果是，我们发现自然轨道在MBL相中局域化，而在遍历相中去局域化。这些单粒子态的定性变化是一种多体效应，因为若无相互作用，单粒子能量本征态均局域化。遍历相中的占据谱是热化的，符合本征态热化假说，而在MBL相中占据在涌现的费米边处保持不连续性。这表明MBL本征态是弱修饰的Slater行列式，以底层Anderson问题的本征态为参考态。我们讨论了自然轨道和占据谱在两相中以及接近相变时的统计性质。我们的结果与MBL相中涌现可积性与局域化运动积分(或准粒子)的现有图像一致。我们强调MBL相与零温费米液体的紧密类比：在所研究模型中，MBL相绝热连接到Anderson绝缘体，且占据谱不连续性直接指示了实空间中局域化的准粒子的存在。最后，我们表明对于存在实验相关的双色晶格中的相互作用费米子也出现相同图像，从而证明我们的发现不限于特定模型。

关键词

多体局域化单粒子密度矩阵自然轨道占据谱相互作用费米子量子相变 Anderson绝缘体

引用

@article{arxiv.1611.01687,
  title  = {One-particle density matrix characterization of many-body localization},
  author = {Soumya Bera and Thomas Martynec and Henning Schomerus and Fabian Heidrich-Meisner and Jens H. Bardarson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1611.01687},
  year   = {2017}
}

备注

19 pages, 20 figures

多体局域化的单粒子密度矩阵表征

摘要

关键词

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