晶格规范理论中阶梯式预热的起源

具有精确局域规范对称性的量子多体系统展现出丰富的非平衡物理，如受限动力学与无无序局域化。在联合投稿[J. C. Halimeh and P. Hauke, arXiv:2004.07248]中，我们给出了在遭受轻微规范不变性破缺的$\mathrm{Z}_2$晶格规范理论中存在\textit{阶梯式预热}的证据。本文中，我们从解析与数值上巩固了这一发现及相关的涌现非微扰时间尺度。借助Magnus展开，我们证明了不同规范不变超扇区之间的精确共振是阶梯式预热涌现的主要原因。此外，我们展示了我们的结论针对各种初始条件（包括不同系统尺寸、物质填充与规范不变性扇区）以及各种边界条件（如不同最大单点物质占据数）的鲁棒性。我们还阐明了我们的结论如何独属于局域对称模型，以及为何其在全局对称破缺情形下失效。我们进一步将结果推广至$\mathrm{U}(1)$晶格规范理论，说明了发现的普适性。我们的工作为晶格规范理论的受限动力学提供了解析基础，并证明了规范理论动力学对实验设置中误差的某种内在鲁棒性。