Trasporto parallelo emergente e curvatura nella meccanica quantistica hermitiana e non hermitiana

Trasporto parallelo emergente e curvatura nella meccanica quantistica hermitiana e non hermitiana

Nodo di origine: 2514252

Chia-Yi Ju1,2, Adam Miranowicz3,4, Yueh-Nan Chen5,6,7, Guang Yin Chen8e Franco Nori4,9,10

1Dipartimento di Fisica, Università Nazionale Sun Yat-sen, Kaohsiung 80424, Taiwan
2Centro di fisica teorica e computazionale, Università nazionale Sun Yat-sen, Kaohsiung 80424, Taiwan
3Istituto di Spintronica e Informazioni Quantistiche, Facoltà di Fisica, Università Adam Mickiewicz, 61-614 Poznań, Polonia
4Laboratorio di fisica quantistica teorica, Cluster for Pioneering Research, RIKEN, Wakoshi, Saitama, 351-0198, Giappone
5Dipartimento di Fisica, Università Nazionale di Cheng Kung, Tainan 70101, Taiwan
6Centro per le frontiere quantistiche della ricerca e della tecnologia, NCKU, Tainan 70101, Taiwan
7Divisione di fisica, Centro nazionale per le scienze teoriche, Taipei 10617, Taiwan
8Dipartimento di Fisica, Università Nazionale Chung Hsing, Taichung 40227, Taiwan
9Centro di calcolo quantistico, RIKEN, Wakoshi, Saitama, 351-0198, Giappone
10Dipartimento di Fisica, Università del Michigan, Ann Arbor, MI 48109-1040, USA

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Astratto

Gli studi hanno dimostrato che gli spazi di Hilbert dei sistemi non hermitiani richiedono metriche non banali. Qui dimostriamo come le dimensioni dell’evoluzione, oltre al tempo, possano emergere naturalmente da un formalismo geometrico. Nello specifico, in questo formalismo, gli hamiltoniani possono essere interpretati come operatori simbolici di Christoffel e l'equazione di Schroedinger come un trasporto parallelo in questo formalismo. Quindi deriviamo le equazioni di evoluzione per gli stati e le metriche lungo le dimensioni emergenti e scopriamo che la curvatura del fibrato spaziale di Hilbert per ogni dato sistema chiuso è localmente piatta. Infine, mostriamo che le suscettibilità alla fedeltà e le curvature di Berry degli stati sono legate a questi trasporti paralleli emergenti.

In questo studio, mostriamo che se un sistema dipende da un parametro continuo, gli stati quantistici variano con il parametro descritto da un'equazione simile a Schroedinger, che formalmente assomiglia a un'equazione di trasporto parallelo o di evoluzione lungo la dimensione descritta dal parametro. Inoltre, deriviamo l'equazione che governa la geometria/metrica dello spazio di Hilbert sottostante lungo la dimensione formata da parametri. Piuttosto che impegnarsi esclusivamente in uno studio formale delle proprietà di queste dimensioni emergenti, esploriamo anche le loro applicazioni in vari campi della fisica quantistica.

► dati BibTeX

► Riferimenti

, CM Bender e S. Boettcher, Spettri reali negli hamiltoniani non hermitiani con simmetria $mathcal{PT}$, fisica. Rev. Lett. 80, 5243 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.80.5243

, CM Bender, Dare un senso agli hamiltoniani non hermitiani, Rep. Prog. Fis. 70, 947 (2007).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0034-4885/​70/​6/​R03

, KG Makris, R. El-Ganainy, DN Christodoulides e ZH Musslimani, Dinamica dei fasci in $cal{PT}$ reticoli ottici simmetrici, Phys. Rev. Lett. 100, 103904 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.100.103904

, R. El-Ganainy, KG Makris, M. Khajavikhan, ZH Musslimani, S. Rotter e DN Christodoulides, Fisica non hermitiana e simmetria $cal{PT}$, Nat. Fis. 14, 11 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys4323

, A. Mostafazadeh, Pseudo-Ermiticità e simmetrie generalizzate $mathcal{PT}$ e $mathcal{CPT}$, J. Math. Fis. 44, 974 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1539304 mila

, A. Mostafazadeh, Rappresentazione pseudo-hermitiana della meccanica quantistica, int. J. Geom. Meth. Mod. Fis. 7, 1191 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1142 / S0219887810004816

, B. Peng, Ş. K. Özdemir, S. Rotter, H. Yilmaz, M. Liertzer, F. Monifi, CM Bender, F. Nori e L. Yang, Soppressione e risveglio del laser indotti dalla perdita, Science 346, 328 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1258004

, H. Jing, Ş. K. Özdemir, X.-Y. Lü, J. Zhang, L. Yang e F. Nori, $cal{PT}$-Laser fononico simmetrico, Phys. Rev. Lett. 113, 053604 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.113.053604

, CM Bender, Simmetria $cal{PT}$ nella fisica quantistica: da una curiosità matematica agli esperimenti ottici, Europhys. Notizie 47, 17 (2016).
https://​/​doi.org/​10.1051/​epn/​2016201

, CM Bender, DC Brody e MP Müller, Hamiltoniano per gli zeri della funzione Zeta di Riemann, Phys. Rev. Lett. 118, 130201 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.118.130201

, JL Miller, Punti eccezionali creano sensori eccezionali, Phys. Oggi 70, 23 (2017).
https://​/​doi.org/​10.1063/​pt.3.3717

, D. Leykam, KY Bliokh, C. Huang, Y. Chong e F. Nori, Modalità edge, degenerazioni e numeri topologici in sistemi non ermitiani, Phys. Rev. Lett. 118, 040401 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.118.040401

, F. Quijandría, U. Naether, SK Özdemir, F. Nori e D. Zueco, $cal{PT}$-circuito simmetrico QED, Phys. Rev. A 97, 053846 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.97.053846

, R. El-Ganainy, M. Khajavikhan, DN Christodoulides e Ş. K. Özdemir, Gli albori dell'ottica non hermitiana, Commun. Fis. 2, 37 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s42005-019-0130-z

, T. Liu, Y.-R. Zhang, Q. Ai, Z. Gong, K. Kawabata, M. Ueda e F. Nori, Fasi topologiche di secondo ordine nei sistemi non ermitiani, Phys. Rev. Lett. 122, 076801 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevlett.122.076801

, Z.-Y. Ge, Y.-R. Zhang, T. Liu, S.-W. Li, H. Fan e F. Nori, Teoria delle bande topologiche per sistemi non hermitiani dall'equazione di Dirac, Phys. Rev. B 100, 054105 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevb.100.054105

, M. Parto, YGN Liu, B. Bahari, M. Khajavikhan e DN Christodoulides, Fotonica non hermitiana e topologica: ottica in un punto eccezionale, P. Soc. Opzione foto Ins. 10, 403 (2020).
https://​/​doi.org/​10.1515/​nanoph-2020-0434

, Y. Ashida, Z. Gong e M. Ueda, Fisica non hermitiana, Adv. Fis. 69, 249 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 00018732.2021.1876991 mila

, M. Cirio, P.-C. Kuo, Y.-N. Chen, F. Nori e N. Lambert, Derivazione canonica del superoperatore dell'influenza fermionica, Phys. Rev. B 105, 035121 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevb.105.035121

, EJ Bergholtz, JC Budich e FK Kunst, Topologia eccezionale dei sistemi non hermitiani, Rev. Mod. Fis. 93, 015005 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / revmodphys.93.015005

, X. Zhang, T. Zhang, M.-H. Lu e Y.-F. Chen, Una recensione sull’effetto pelle non hermitiana, Adva. Fis.: X 7, 2109431 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 23746149.2022.2109431 mila

, A. Fring, Un'introduzione ai sistemi dipendenti dal tempo della meccanica quantistica simmetrica PT, J. Phys.: Conf. Ser. 2448, 012002 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-6596/​2448/​1/​012002

, Y.-L. Fang, J.-L. Zhao, D.-X. Chen, Y.-H. Zhou, Y. Zhang, Q.-C. Wu, C.-P. Yang e F. Nori, Dinamiche di entanglement nei sistemi anti-$cal{PT}$-simmetrici, Phys. Rev. Ricerca 4, 033022 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.4.033022

, D.-X. Chen, Y. Zhang, J.-L. Zhao, Q.-C. Wu, Y.-L. Fang, C.-P. Yang e F. Nori, Discriminazione dello stato quantistico in un sistema $cal{PT}$-simmetrico, Phys. Rev. A 106, 022438 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.106.022438

, A. Fring e T. Taira, Acceleratore quantistico di Fermi non hermitiano, Phys. Rev. A 108, 10.1103/​physreva.108.012222.
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.108.012222

, M. Znojil, Sistema quantistico cripto-Hermitiano a coordinate discrete controllato da condizioni al contorno di Robin dipendenti dal tempo, Phys. Scripta 99, 035250 (2024).
https://​/​doi.org/​10.1088/​1402-4896/​ad298b

, M. Znojil, Versione dipendente dal tempo della teoria quantistica cripto-Hermitiana, Phys. Rev. D 78, 085003 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.78.085003

, M. Znojil, Formulazione dei tre spazi di Hilbert della meccanica quantistica, Sym. Integrale Geom.: Meth. App. 5 (001).
https://​/​doi.org/​10.3842/​sigma.2009.001

, DC Brody, Meccanica quantistica biortogonale, J. Phys. R: Matematica. Teore. 47, 035305 (2013).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​47/​3/​035305

, H. Hodaei, AU Hassan, S. Wittek, H. Garcia-Gracia, R. El-Ganainy, DN Christodoulides e M. Khajavikhan, Sensibilità migliorata in punti eccezionali di ordine superiore, Nature (Londra) 548, 187 (2017) .
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature23280

, KY Bliokh, D. Leykam, M. Lein e F. Nori, Origine topologica non hermitiana delle onde superficiali di Maxwell, Nat. Comune. 10 (580).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-019-08397-6

, M. Znojil, Passaggio attraverso un punto eccezionale: caso di studio, Proc. Reale Soc. A476, 20190831 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2019.0831

, M. Znojil, Vie di accesso unitario ai punti eccezionali, J. Phys.: Conf. Ser. 2038, 012026 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-6596/​2038/​1/​012026

, CM Bender, J. Brod, A. Refig e ME Reuter, L'operatore $mathcal{C}$ nelle teorie quantistiche $mathcal{PT}$-simmetriche, J. Phys A: Math. Gen. 37, 10139 (2004).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​37/​43/​009

, A. Mostafazadeh, Spazi di Hilbert dipendenti dal tempo, fasi geometriche e covarianza generale nella meccanica quantistica, Phys. Lett. A320 (375).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physleta.2003.12.008

, C.-Y. Ju, A. Miranowicz, F. Minganti, C.-T. Chan, G.-Y. Chen e F. Nori, L'ascensore quantistico di Einstein: ermitizzazione degli hamiltoniani non hermitiani tramite il formalismo di Vielbein, Phys. Rev. Ricerca 4, 023070 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.4.023070

, C.-Y. Ju, A. Miranowicz, G.-Y. Chen e F. Nori, Hamiltoniani non hermitiani e teoremi no-go nell'informazione quantistica, Phys. Rev. A 100, 062118 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.100.062118

, CW Misner, KS Thorne e JA Wheeler, Gravitazione (Princeton University Press, 2017).
https://​/​doi.org/​10.2307/​j.ctv301gk5

, RM Wald, Relatività Generale (University of Chicago Press, 1984).
https: / / doi.org/ 10.7208 / chicago / 9780226870373.001.0001

, D. Stoker e SM Carroll, Spaziotempo e geometria (Cambridge University Press, 2019).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781108770385 mila

, P. Collier, Guida per principianti alle forme differenziali (Libri incomprensibili, 2021) pp. 311–311.
https: / / doi.org/ 10.4324 / 9781003444145-22

, T. Needham, Geometria differenziale visiva e forme (Princeton University Press, 2021).
https: / / doi.org/ 10.1515 / 9780691219899 mila

, MH Emam, Fisica covariante (Oxford University Press, 2021).
https: / / doi.org/ 10.1093 / oso / 9780198864899.001.0001

, JJ Sakurai e J. Napolitano, Meccanica quantistica moderna (Cambridge University Press, 2017).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781108499996 mila

, H. Mehri-Dehnavi e A. Mostafazadeh, Fase geometrica per hamiltoniani non hermitiani e sua interpretazione olonomica, J. Math. Fis. 49, 082105 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.2968344 mila

, M. Nakahara, Geometria, Topologia e Fisica, 2a ed. (IOP Publishing, Bristol, 2003) pp. 244–307.
https: / / doi.org/ 10.1201 / 9781315275826-7

, D. Xiao, M.-C. Chang e Q. Niu, Effetti di fase Berry sulle proprietà elettroniche, Rev. Mod. Fis. 82, 1959 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.82.1959

, L. Wang, Y.-H. Liu, J. Imriška, PN Ma e M. Troyer, La suscettibilità alla fedeltà resa semplice: un approccio Monte Carlo quantistico unificato, Phys. Rev.X5, 031007 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevx.5.031007

, Y.-C. Tzeng, C.-Y. Ju, G.-Y. Chen e W.-M. Huang, A caccia dei punti eccezionali non hermitiani con suscettibilità alla fedeltà, Phys. Rev. Ris. 3, 013015 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.013015

, Y.-T. Tu, I. Jang, P.-Y. Chang e Y.-C. Tzeng, Proprietà generali di fedeltà nei sistemi quantistici non hermitiani con simmetria $cal{PT}$, Quantum 7, 960 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2023-03-23-960

, C. Nash e S. Sen, Topologia e geometria per fisici (Dover Pub., New York, 2011).
https: / / doi.org/ 10.1142 / 9599 mila

, J. Polchinski, Teoria delle stringhe (Cambridge University Press, 1998).
https: / / doi.org/ 10.1017 / cbo9780511816079

, K. Becker, M. Becker e JH Schwarz, Teoria delle stringhe e teoria M (Cambridge University Press, 2006).
https: / / doi.org/ 10.1017 / cbo9780511816086

, OD Stefano, A. Settineri, V. Macrì, L. Garziano, R. Stassi, S. Savasta e F. Nori, Risoluzione delle ambiguità di calibro nell'elettrodinamica quantistica della cavità di accoppiamento ultraforte, Nat. Fis. 15, 803 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-019-0534-4

, L. Garziano, A. Settineri, OD Stefano, S. Savasta e F. Nori, Invarianza di Gauge dei modelli Dicke e Hopfield, Phys. Rev. A 102, 023718 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.102.023718

, A. Settineri, OD Stefano, D. Zueco, S. Hughes, S. Savasta e F. Nori, Libertà di Gauge, misurazioni quantistiche e interazioni dipendenti dal tempo nella cavità QED, Phys. Rev. Ricerca 3, 023079 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevresearch.3.023079

, S. Savasta, OD Stefano, A. Settineri, D. Zueco, S. Hughes e F. Nori, Principio di Gauge e invarianza di Gauge nei sistemi a due livelli, Phys. Rev. A 103, 053703 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physreva.103.053703

, W. Salmon, C. Gustin, A. Settineri, OD Stefano, D. Zueco, S. Savasta, F. Nori e S. Hughes, Spettri di emissione indipendenti da Gauge e correlazioni quantistiche nel regime di accoppiamento ultraforte di cavità di sistema aperto QED, P. Soc. Opzione foto Ins. 11, 1573 (2022).
https://​/​doi.org/​10.1515/​nanoph-2021-0718

, M. Born e V. Fock, Beweis des Adiabatensatzes, Z. Phys. 51, 165 (1928).
https: / / doi.org/ 10.1007 / bf01343193

, MV Berry, Fattori di fase quantistica che accompagnano i cambiamenti adiabatici, Proc. Reale Soc. Londra A 392, 45 (1984).
https: / / doi.org/ 10.1142 / 9789813221215_0006

, S. Nandy, A. Taraphder e S. Tewari, Teoria delle fasi Berry dell'effetto Hall planare negli isolanti topologici, Sci. Rep. 8, 14983 (2018).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41598-018-33258-5

, S.-J. Gu, Approccio fedele alle transizioni di fase quantistica, International J. Mod. Fis. B24, 4371 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1142 / s0217979210056335

, T. Kato, Teoria delle perturbazioni per operatori lineari, 2a ed., Grundlehren der mathematischen Wissenschaften (Springer, Berlino, 1976) pp. 479–515.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-642-66282-9_9

, WD Heiss, Punti eccezionali degli operatori non hermitiani, J. Phys A: Math. Gen. 37, 2455 (2004).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0305-4470/​37/​6/​034

, S. K. Özdemir, S. Rotter, F. Nori e L. Yang, Simmetria del tempo di parità e punti eccezionali nella fotonica, Nat. Madre. 18, 783 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41563-019-0304-9

, D. Rattacaso, P. Vitale e A. Hamma, Tensore geometrico quantistico lontano dall'equilibrio, J. Phys. Comune. 4, 055017 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2399-6528 / ab9505

, DZ Freedman, P. van Nieuwenhuizen e S. Ferrara, Progressi verso una teoria della supergravità, Phys. Rev. D 13, 3214 (1976).
https: / / doi.org/ 10.1103 / physrevd.13.3214

, P. van Nieuwenhuizen, Supergravità, fisica. Rep. 68, 189 (1981).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0370-1573(81)90157-5

, PO Kofman, OV Ivakhnenko, SN Shevchenko e F. Nori, l'approccio di Majorana alle transizioni nonadiabatiche convalida l'approssimazione dell'impulso adiabatico, Sci. Rep. 13, 5053 (2023).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41598-023-31084-y

Citato da

[1] Ievgen I. Arkhipov, Adam Miranowicz, Fabrizio Minganti, Şahin K. Özdemir e Franco Nori, "Attraversare dinamicamente punti diabolici circondando curve eccezionali: un interruttore multimodale simmetrico-asimmetrico programmabile", Comunicazioni sulla natura 14, 2076 (2023).

[2] Miloslav Znojil, “Forma ibrida di teoria quantistica con hamiltoniani non hermitiani”, Lettere di fisica A 457, 128556 (2023).

[3] Miloslav Znojil, "Meccanica quantistica non stazionaria nella rappresentazione ibrida dell'interazione non hermitiana", Lettere di fisica A 462, 128655 (2023).

Le citazioni sopra sono di ANNUNCI SAO / NASA (ultimo aggiornamento riuscito 2024-03-13 23:15:05). L'elenco potrebbe essere incompleto poiché non tutti gli editori forniscono dati di citazione adeguati e completi.

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