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哪种相干性解相干?对称性破缺集体自旋系统中基于基的解相干率

量子物理 2026-05-05 v1 高能物理 - 理论

摘要

Z2\mathbb{Z}_2-对称集体自旋系统的有序相中,两种自然基——局部化指针态 {P,R}\{|P\rangle,|R\rangle\} 和能量本征态 {E0,E1}\{|E_0\rangle,|E_1\rangle\}——给出的 Lindblad 去相干率相差约为2(当 NN\to\infty 时接近2,临近量子临界交叉处达到2.42)。这种差异源于单一代数本质:parity 强迫 EiJ^zEi=0\langle E_i|\hat{J}_z|E_i\rangle=0 精确地消除双倍化局部化态率的交叉项。识别了两种不同的保护因子:ηMF=(Nm)2/(2G01)2.42\eta_{\rm MF}=(Nm_*)^2/(2G_{01})\approx2.42,其中 mm_* 为序参量,G01=12(E0J^z2E0+E1J^z2E1)G_{01}=\frac{1}{2}(\langle E_0|\hat{J}_z^2|E_0\rangle+\langle E_1|\hat{J}_z^2|E_1\rangle)(相对于经典均场估计的优势),以及 ηexact=(G01+J012)/G011.86\eta_{\rm exact}=(G_{01}+J_{01}^2)/G_{01}\approx1.86,其中 J01=E0J^zE1J_{01}=\langle E_0|\hat{J}_z|E_1\rangle(指针态与本征态衰减率的精确物理比率)。在热力学极限下,secular 近似失效,双态退化,两者的速率趋于一致。通过 exact diagonalization 在 Lipkin-Meshkov-Glick 模型中演示了三段式结构,确立了差异的代数本质源于 Lindblad 跳跃算子的 Z2\mathbb{Z}_2 parity。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.00952,
  title  = {Which Coherence Decoheres? Basis-Dependent Decoherence Rates in Symmetry-Broken Collective Spin Systems},
  author = {Stavros Mouslopoulos},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.00952},
  year   = {2026}
}