Wikipedia

Lokalisasi benda-banyak

Lokalisasi benda-banyak (LBB, atau bahasa Inggris: many-body localization; MBL) adalah fenomena dinamis yang ada pada sistem kuantum benda-banyak yang terisolasi. Hal ini dikarakterisasikan oleh sistem yang gagal mencapai keseimbangan suhu, dan memperhatankan memori terhadap kondisi awalnya pada bidang lokal yang dapat diamati sepanjang waktu yang tak terbatas.[1]

Sejarah

sunting

MBL pertama kali diusulkan oleh P.W. Anderson pada tahun 1958[2] sebagai kemungkinan yang dapat muncul pada sistem kuantum yang sangat tak teratur. Ide dasarnya adalah jika partikel beradap pada bidang energi acak, maka penataan ulang partikel apa pun akan mengubah energi dari sistem tersebut. Karena jumlah energi kekal pada mekanika kuantum, proses tersebut hanya dapat terjadi secara virtual dan tidak dapat mengantarkan pada perpindahan sejumlah partikel atau energi.

Walaupun lokalisasi dari sistem partikel tunggal telah didemonstrasikan pada tulisan asli Anderson (yang selanjutnya dikenal sebagai lokalisasi Anderson), adanya fenomena untuk sistem dengan banyak partikel tetap menjadi konjektur selama beberapa dekade. Pada tahun 1980, Fleishman dan Anderson mendemonstrasikan bahwa teori tersebut bertahan dengan tambahan interaksi pada tingkat terendah dari teori pertubasi.[3] Pada studi tahun 1998,[4] analisis tersebut diperluas ke seluruh tingkat pada teori pertubasi, pada sistem nol dimensi, dan fenoma MBL terlihat bertahan. Pada tahun 2005[5] dan 2006,[6] hal ini diperluas ke tingkatan yang lebih tinggi pada teori pertubasi pada sistem dengan dimensi yang lebih tinggi. MBL dikatakan bertahan setidaknya pada kepadatan energi yang rendah. Beberapa pekerjaan numerik[7][8][9][10] memberikan bukti lebih jauh untuk fenomena ini pada sistem satu dimensi, pada seluruh kepadatan energi ("suhu tak terbatas"). Akhirnya, pada tahun 2014,[11] Imbrie mempresentasikan sebuah bukti bahwa MBL pada beberapa rantai spin satu dimensi sangat tak teratur, dengan lokalisasi menjadi stabil untuk pertubasi lokal mana pun. Misalnya, sistem tersebut terlihat pada fase lokalisasi benda banyak.

Juga dipercaya bahwa MBL dapat muncul pada sistem "Floquet" yang digerakkan secara berkala, di mana energi hanya dikonservasi sesuai dengan frekuensi penggerak.[12][13][14]

Tingkatan eksotis

sunting

MBL memperbolehkan formasi dari bentuk eksotis dari tingkatan kuantum yang tidak dapat muncul pada keseimbangan suhu. Hal ini dapat terjadi melalui fenomena tingkatan kuantum dengan lokalisasi yang dilindungi.[15] Bentuk dari tingkatan kuantum dengan lokalisasi yang dilindungi, muncul hanya pada sistem yang digerakkan secara berkala, adalah kristal waktu Floquet.[16][17][18][19][20]

Realisasi eksperimen

sunting

Sejumlah eksperimen telah melaporkan bahwa mereka mengamati fenomena MBL.[21][22][23][24] Banyak dari eksperimen tersebut melibatkan sistem kuantum buatan, seperti merakit atom ultradingin atau perangkap ion.[25] Eksplorasi eksperimen untuk fenomena pada sistem kedadaan padat masih pada tahap awal mereka.

Referensi

sunting
  1. ^ Nandkishore, Rahul; Huse, David A. (2015). "Many-Body Localization and Thermalization in Quantum Statistical Mechanics". Annual Review of Condensed Matter Physics. 6 (1): 15–38. arXiv:1404.0686  . Bibcode:2015ARCMP...6...15N. doi:10.1146/annurev-conmatphys-031214-014726. ISSN 1947-5454. 
  2. ^ Anderson, P. W. (1958). "Absence of Diffusion in Certain Random Lattices". Physical Review. 109 (5): 1492–1505. Bibcode:1958PhRv..109.1492A. doi:10.1103/PhysRev.109.1492. ISSN 0031-899X. 
  3. ^ Fleishman, L.; Anderson, P. W. (1980). "Interactions and the Anderson transition". Physical Review B. 21 (6): 2366–2377. doi:10.1103/PhysRevB.21.2366. ISSN 0163-1829. 
  4. ^ Altshuler, Boris L.; Gefen, Yuval; Kamenev, Alex; Levitov, Leonid S. (1997). "Quasiparticle Lifetime in a Finite System: A Nonperturbative Approach". Physical Review Letters. 78 (14): 2803–2806. arXiv:cond-mat/9609132  . Bibcode:1997PhRvL..78.2803A. doi:10.1103/PhysRevLett.78.2803. ISSN 0031-9007. 
  5. ^ Gornyi, I. V.; Mirlin, A. D.; Polyakov, D. G. (2005). "Interacting Electrons in Disordered Wires: Anderson Localization and Low-TTransport". Physical Review Letters. 95 (20): 206603. arXiv:cond-mat/0506411  . doi:10.1103/PhysRevLett.95.206603. ISSN 0031-9007. PMID 16384079. 
  6. ^ Basko, D.M.; Aleiner, I.L.; Altshuler, B.L. (2006). "Metal–insulator transition in a weakly interacting many-electron system with localized single-particle states". Annals of Physics. 321 (5): 1126–1205. arXiv:cond-mat/0506617  . Bibcode:2006AnPhy.321.1126B. doi:10.1016/j.aop.2005.11.014. ISSN 0003-4916. 
  7. ^ Oganesyan, Vadim; Huse, David A. (2007). "Localization of interacting fermions at high temperature". Physical Review B. 75 (15): 155111. arXiv:cond-mat/0610854  . doi:10.1103/PhysRevB.75.155111. ISSN 1098-0121. 
  8. ^ Žnidarič, Marko; Prosen, Tomaž; Prelovšek, Peter (25 February 2008). "Many-body localization in the Heisenberg XXZ magnet in a random field". Physical Review B. 77 (6): 064426. arXiv:0706.2539  . doi:10.1103/PhysRevB.77.064426. 
  9. ^ Pal, Arijeet; Huse, David A. (2010). "Many-body localization phase transition". Physical Review B. 82 (17): 174411. arXiv:1010.1992  . doi:10.1103/PhysRevB.82.174411. ISSN 1098-0121. 
  10. ^ Serbyn, Maksym; Papić, Z.; Abanin, D. A. (2014). "Quantum quenches in the many-body localized phase". Physical Review B. 90 (17): 174302. doi:10.1103/PhysRevB.90.174302. hdl:1721.1/91499  . ISSN 1098-0121. 
  11. ^ Imbrie, John Z. (2016). "On Many-Body Localization for Quantum Spin Chains". Journal of Statistical Physics. 163 (5): 998–1048. arXiv:1403.7837  . doi:10.1007/s10955-016-1508-x. ISSN 0022-4715. 
  12. ^ D’Alessio, Luca; Polkovnikov, Anatoli (2013). "Many-body energy localization transition in periodically driven systems". Annals of Physics. 333: 19–33. arXiv:1210.2791  . doi:10.1016/j.aop.2013.02.011. ISSN 0003-4916. 
  13. ^ Lazarides, Achilleas; Das, Arnab; Moessner, Roderich (2015). "Fate of Many-Body Localization Under Periodic Driving". Physical Review Letters. 115 (3): 030402. arXiv:1410.3455  . doi:10.1103/PhysRevLett.115.030402. ISSN 0031-9007. PMID 26230771. 
  14. ^ Ponte, Pedro; Papić, Z.; Huveneers, François; Abanin, Dmitry A. (2015). "Many-Body Localization in Periodically Driven Systems" (PDF). Physical Review Letters. 114 (14): 140401. doi:10.1103/PhysRevLett.114.140401. ISSN 0031-9007. PMID 25910094. 
  15. ^ Huse, David A.; Nandkishore, Rahul; Oganesyan, Vadim; Pal, Arijeet; Sondhi, S. L. (2013). "Localization-protected quantum order". Physical Review B. 88 (1): 014206. arXiv:1304.1158  . Bibcode:2013PhRvB..88a4206H. doi:10.1103/PhysRevB.88.014206  . ISSN 1098-0121. 
  16. ^ Khemani, Vedika; Lazarides, Achilleas; Moessner, Roderich; Sondhi, S. L. (2016). "Phase Structure of Driven Quantum Systems". Physical Review Letters. 116 (25): 250401. arXiv:1508.03344  . Bibcode:2016PhRvL.116y0401K. doi:10.1103/PhysRevLett.116.250401  . ISSN 0031-9007. PMID 27391704. 
  17. ^ Else, Dominic V.; Bauer, Bela; Nayak, Chetan (2016). "Floquet Time Crystals". Physical Review Letters. 117 (9): 090402. arXiv:1603.08001  . Bibcode:2016PhRvL.117i0402E. doi:10.1103/PhysRevLett.117.090402. ISSN 0031-9007. PMID 27610834. 
  18. ^ von Keyserlingk, C. W.; Khemani, Vedika; Sondhi, S. L. (2016). "Absolute stability and spatiotemporal long-range order in Floquet systems". Physical Review B. 94 (8): 085112. arXiv:1605.00639  . Bibcode:2016PhRvB..94h5112V. doi:10.1103/PhysRevB.94.085112  . ISSN 2469-9950. 
  19. ^ Zhang, J.; Hess, P. W.; Kyprianidis, A.; Becker, P.; Lee, A.; Smith, J.; Pagano, G.; Potirniche, I.-D.; Potter, A. C.; Vishwanath, A.; Yao, N. Y.; Monroe, C. (2017). "Observation of a discrete time crystal". Nature. 543 (7644): 217–220. arXiv:1609.08684  . Bibcode:2017Natur.543..217Z. doi:10.1038/nature21413. ISSN 0028-0836. PMID 28277505. 
  20. ^ Choi, Soonwon; Choi, Joonhee; Landig, Renate; Kucsko, Georg; Zhou, Hengyun; Isoya, Junichi; Jelezko, Fedor; Onoda, Shinobu; Sumiya, Hitoshi; Khemani, Vedika; von Keyserlingk, Curt; Yao, Norman Y.; Demler, Eugene; Lukin, Mikhail D. (2017). "Observation of discrete time-crystalline order in a disordered dipolar many-body system". Nature. 543 (7644): 221–225. arXiv:1610.08057  . Bibcode:2017Natur.543..221C. doi:10.1038/nature21426. ISSN 0028-0836. PMC 5349499  . PMID 28277511. 
  21. ^ Kondov, S. S.; McGehee, W. R.; Xu, W.; DeMarco, B. (2015). "Disorder-Induced Localization in a Strongly Correlated Atomic Hubbard Gas". Physical Review Letters. 114 (8): 083002. arXiv:1305.6072  . doi:10.1103/PhysRevLett.114.083002  . ISSN 0031-9007. PMID 25768762. 
  22. ^ Schreiber, M.; Hodgman, S. S.; Bordia, P.; Luschen, H. P.; Fischer, M. H.; Vosk, R.; Altman, E.; Schneider, U.; Bloch, I. (2015). "Observation of many-body localization of interacting fermions in a quasirandom optical lattice". Science. 349 (6250): 842–845. arXiv:1501.05661  . doi:10.1126/science.aaa7432. ISSN 0036-8075. PMID 26229112. 
  23. ^ Choi, J.-y.; Hild, S.; Zeiher, J.; Schauss, P.; Rubio-Abadal, A.; Yefsah, T.; Khemani, V.; Huse, D. A.; Bloch, I.; Gross, C. (2016). "Exploring the many-body localization transition in two dimensions". Science. 352 (6293): 1547–1552. arXiv:1604.04178  . Bibcode:2016Sci...352.1547C. doi:10.1126/science.aaf8834. ISSN 0036-8075. PMID 27339981. 
  24. ^ Wei, Ken Xuan; Ramanathan, Chandrasekhar; Cappellaro, Paola (2018). "Exploring Localization in Nuclear Spin Chains". Physical Review Letters. 120 (7): 070501. arXiv:1612.05249  . Bibcode:2018PhRvL.120g0501W. doi:10.1103/PhysRevLett.120.070501  . ISSN 0031-9007. PMID 29542978. 
  25. ^ Smith, J.; Lee, A.; Richerme, P.; Neyenhuis, B.; Hess, P. W.; Hauke, P.; Heyl, M.; Huse, D. A.; Monroe, C. (2016). "Many-body localization in a quantum simulator with programmable random disorder". Nature Physics. 12 (10): 907–911. arXiv:1508.07026  . Bibcode:2016NatPh..12..907S. doi:10.1038/nphys3783. ISSN 1745-2473. 
 

Artikel bertopik mekanika kuantum ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.

Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Lokalisasi_benda-banyak&oldid=26414993"