孤立量子系统中的概率迟滞：从量子视角看不可逆性的微观起源

近来，在粒子数很大的极限下（此时半经典处理已足够），人们研究了超冷原子孤立哈密顿系统中的概率迟滞。在这些扫参实验中，控制参数被缓慢（绝热地）来回调节，其不可逆性的起源被证明是穿越相空间中的分界线（可积情形）或进出混沌海（混沌情形）。本文关注可积系统的完整量子力学描述，并展示半经典结果如何在粒子数很大的极限下浮现。经典绝热性失效于相空间中穿越分界线，而在量子系统中，不可逆性的起源是一系列绝热能级的避免交叉：它们变得如此接近，以至于即便在中等粒子数下，要使外参量变化达到完全可逆演化的量子绝热极限，也需不切实际地缓慢。对于缓慢但有限的扫率，我们发现一个宽广的 regime，其中量子结果与半经典结果一致，但前提是除极限 $N\to \infty$ 外，还需考虑具有足够初始能量宽度的初始态系综。相反，对于单个初始能量本征态，我们发现即便在非常大的粒子数下，反向扫参仍揭示出强烈的量子效应。