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声学视界与相变动力学中的因果性

量子物理 2020-04-23 v2 量子气体

摘要

被缓慢驱动通过对称性破缺相变的系统服从Kibble-Zurek机制(KZM)。由于临界变慢,其态无法跟随局域平衡,且在临界点附近演化变为非绝热的。在最简单近似中,该阶段可视为“冲量”阶段,系统态保持不变。这给出正确的KZM标度律。然而,此种“冻结”可能暗示新生序参量的相干长度在穿越临界区时保持不变。相反,原先基于因果性的讨论强调了{\it 声学视界}的作用:破缺对称相的畴以受相关声速限制的速度膨胀。该效应已在量子Ising链中得到证明,其中动力学指数z=1z=1且由相变激发的准粒子具有固定声速。为阐明声学视界的作用,本文研究两个z>1z>1的系统,其中声速不再固定,最快的激发准粒子设定声学视界的大小。其有效速度随渡越时间增加而衰减。在极端情形,动力学指数zz可发散,如随机Ising链Griffiths区中,当穿越临界区时激发准粒子的局域化冻结了关联范围的生长。特别有趣的是z<1z<1的例子——长程扩展Ising链,其中小动量激发准粒子的速度无上限。起初,关联函数的幂律尾绝热生长,但在非绝热阶段滞后于绝热演化——与广义Lieb-Robinson界一致。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.02815,
  title  = {Sonic horizons and causality in the phase transition dynamics},
  author = {Debasis Sadhukhan and Aritra Sinha and Anna Francuz and Justyna Stefaniak and Marek M. Rams and Jacek Dziarmaga and Wojciech H. Zurek},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.02815},
  year   = {2020}
}

备注

minor corrections, accepted in PRB