非平衡開放多体系における非ユニタリー量子臨界現象に関する理論的研究

非平衡开放多体系统中非酉量子临界现象的理论研究

基本信息

批准号：
21J11280
负责人：
松本徳文
金额：
$ 0.96万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J11280/
关键词：
非ユニタリー量子臨界現象

项目摘要

本年度は、非ユニタリー臨界現象が持つ普遍的性質を繰り込み群の観点から系統的に理解することを計画していた。具体的には、非ユニタリー臨界現象の普遍的性質について、多体系の長距離の振る舞いを系統的に抽出する繰り込み群や、それに伴うモデルパラメータのフローの固定点に着目して理解を深め、更に、ユニタリー理論の繰り込み群のフローに基本的な制約を与える定理に反する非ユニタリー系のフローについて、どのような条件下でどの制約が破綻するかを明らかにすることを計画していた。本年度の成果としては、従来の場の理論のレベルを超えて、実験的に実現可能な物理系において上記のような普遍的な性質を解析した。具体的には、量子情報分野においても重要な共振器量子電気力学系において自発放射の寄与を考慮することにより、Yang-Lee端特異性やその繰り込み群が自然な形で実現することを発見した。特に、電磁場自由度がsuperohmicな場合には、元々存在していなかった非自明な臨界性が自発放射の寄与によって創発することが場の理論から予言されることも見いだした。また、自発放射の寄与をモデル化して磁場と結合定数を複素数に拡張した下で繰り込み群のフローを調べた。その結果、上記のsuperohmic領域にある電磁場自由度に対しては、非ユニタリー臨界現象の典型例であるYang-Lee端特異性が生じ、固定点の周囲を周回する閉軌道のフローが生じることを発見した。更に、ohmic極限では周回の方向が逆向きの閉軌道が合流することで非エルミートな朝永-Luttinger液体が創発することを発見した。本研究成果は、非ユニタリーな異常臨界現象の物理的実現について本質的な洞察を与えることが期待される。

今年，我们计划从重正化群的角度系统地理解非酉临界现象的普遍性质。具体来说，我们将通过关注系统地提取多体系统的远程行为和模型参数流中的相关不动点的重正化群来加深对非单一临界现象的普遍性质的理解。正计划澄清在非酉系统中的流动的哪些条件下，哪些约束会被破坏，这些条件违反了对酉理论中重整化群的流动施加基本约束的定理。今年的成果将超越传统场论的水平，分析可通过实验实现的物理系统中的上述普遍性质。具体来说，我们发现，通过考虑谐振器量子电动力系统中自发辐射的贡献（这在量子信息领域也很重要），可以自然地实现杨-李边缘奇点及其重正化群。特别是，我们发现当电磁场具有超欧姆自由度时，场论预测由于自发辐射的贡献，将会出现原本不存在的非平凡临界性。我们还通过模拟自发辐射的贡献并将磁场和耦合常数扩展到复数来研究重正化群的流动。结果，对于上述超欧姆区域的电磁场的自由度，出现了非酉临界现象的典型例子——杨-李边缘奇点，并且出现了绕固定点运行的闭合轨道流我发现了它。此外，我们发现在欧姆极限下，非厄米特朝永-卢廷格液体通过合并相反方向的闭合轨道而出现。这项研究的结果预计将为非统一异常临界现象的物理实现提供重要的见解。