نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده فیزیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران ‏

چکیده

اخیراً مطالعۀ سامانه‌های بس‌ذره‌ای کوانتومی‌ای که در حضور بی‌نظمی نمی‌توانند به تعادل گرمایی برسند به شدت مورد توجه قرار گرفته است. این اتفاق به دلیل ظهور فاز جایگزیدة بس‌ذره‌ای و شکست فرضیۀ گرمایش ویژه حالت‌ها در این سامانه‌ها رخ می‌دهد که با استفاده از انتگرال‌های موضعی حرکت توصیف می‌شود. ما در این مقاله زنجیرة اسپینی بی‌نظمی را در فاز جایگزیدة بس‌ذره‌ای در نظر می‌گیریم و می‌کوشیم تا دینامیک تولید درهم‌تنیدگی در این سامانه را از طریق محاسبۀ انتگرال‌های موضعی حرکت مطالعه کنیم. به این منظور، نخست با حل تحلیلی مدل غیر برهم‌کنشی سازوکار تولید درهم‌تنیدگی در این سامانه را برای حالت‌های اولیه مختلف به شکل دقیق توضیح می‌دهیم. سپس با تعمیم این رهیافت به مدل برهم‌کنشی دینامیک تولید درهم‌تنیدگی در حضور برهم‌کنش را با محاسبات عددی به دست می‌آوریم. در نهایت، معنای فیزیکی تفاوت رفتار دینامیکی درهم‌تنیدگی در رژیم‌های برهم‌کنشی و غیر برهم‌کنشی را به بحث می‌گذاریم.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Dynamics of entanglement generation in a many-body localized system using the local integrals of motion

نویسندگان [English]

  • M Amini
  • M Soltani
  • E Ghanbari Adivi
  • Z Gholami

Faculty of Physics, University of Isfahan (UI), Isfahan 81746-73441, Iran

چکیده [English]

The study of many-body quantum systems, that fail to thermalize in the presence of disorder, has recently attracted lots of interests. This is due to the appearance of the many-body localized phase and breakdown of eigenstate thermalization hypothesis in such systems which can be described by the local integrals of motion. In this paper, we consider a disordered spin chain in the many-body localized phase and try to study the dynamics of entanglement generation in this system using the local integrals of motion. To this end, we, first, solve the non-interacting system analytically to describe the mechanism of entanglement generation for different kinds of initial states, exactly. Then, we generalize this approach to the interacting system to learn the dynamics of entanglement generation. Finally, we discuss the physical meaning of different behaviors in the dynamics of entanglement generation in the presence and absence of interaction.‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • many-body localization
  • Anderson model
  • entanglement entropy
  • local integrals of motion
  1. D M. Basko, I L Aleiner, and B L Altshuler, Rev. B 76 (5) (2007) 052203 .
  2. I V Gornyi, A D Mirlin, and D G Polyakov, Rev. Lett. 95 (2005) 206603.
  3. D A Abanin, E Altman, I Bloch, and M Serbyn, Mod. Phys. 91 (2019) 021001.
  4. R Nandkishore and D A Huse, Rev. Condens. Matter Phys. 6 (2015) 15
  5. D A Abanin and Z Papic, Annalen der Physik 529 (2017) 1700169.
  6. C Gogolin and J Eisert, Prog. Phys. 79 (2016) 056001.
  7. M Schreiber, S S Hodgman, P Bordia, H P Luschen, M H Fischer, R Vosk, E Altman,U Schneider, and I Bloch, Science 349 (2015) 842.
  8. M Srednicki, Rev. E 50 (1994) 888.
  9. P W Anderson, Rev. 109 (1958) 1492.
  • E Abrahams, P W Anderson, D C Licciardello, and T V Ramakrishnan, Rev. Lett. 42 (1979) 673.
  • V Oganesyan and D A Huse, Rev. B 75 (2007) 155111.
  • J Imbrie, Rev. Lett. 117 (2016) 027201.
  • J Imbrie, Journal of Statistical Physics 163, 5 (2016)
  • A Pal and D A Huse, Rev. B 82 (2010) 174411.
  • M Serbyn, M Knap, S Gopalakrishnan, Z Papic, N Y Yao, C R Laumann, D A Abanin, M D Lukin and, E A Demler, Rev. Lett. 113 (2014) 147204.
  • A Lukin, M Rispoli, R Schittko, M E Tai, A M Kaufman, S Choi, V Khemani, J Léonard, and M Greiner, Science 364 (2019) 256.
  • M Serbyn, Z Papic, and D A Abanin, Rev. Lett. 111 (2013) 127201.
  • A Chandran, I H Kim, G Vidal, and D A Abanin, Rev. B 91 (2015) 085425.
  • F Iemini, A Russomanno, D Rossini, A Scardicchio, and R Fazio, Rev. B 94 (2016) 214206.
  • J Gray, A Bayat, A Pal, and S Bose, Bulletin of the American Physical Society 65 (2020).
  • H Singh, B Ware, R Vasseur, and S Gopalakrishnan, Rev. B 103, 22 (2021) L220201.
  • J Šuntajs, J Bonča, T Prosen, and L Vidmar, Rev. B 102, 6 (2020) 064207.
  • P T Dumitrescu, A Goremykina, S A Parameswaran, M Serbyn, and R Vasseur, Rev. B 99, 9 (2019) 094205.
  • A Goremykina, R Vasseur, and M Serbyn, Rev. Letters 122, 4 (2019) 040601.
  • A Morningstar and D A Huse, Rev. B 99, 22 (2019) 224205.
  • A Morningstar, D A Huse, and J Z Imbrie, Rev. B 102, 12 (2020) 125134.
  • E V Doggen, I V Gornyi, A D Mirlin, and D G Polyakov, Annals of Physics 435 (2021) 168437.
  • P Jordan and E Wigner, Phys. 47 (1928) 631.
  • M Goihl, M Gluza, C Krumnow and J Eisert, Rev. B 97 (2018) 134202.
  • V Ros, M Müller, and A Scardicchio, Nuclear Physics B 891 (2015) 420.
  • T Orito and I Ken-Ichiro, Rev. B 103 (21) (2021) 214206.
  • R Vosk, D A Huse, E Altman, Rev. X 5 (3) (2015) 031032.
  1. A C Potter, R Vasseur and S A Parameswaran, Rev. X 5, 3 (2015) 031033.