Papers
Topics
Authors
Recent
Assistant
AI Research Assistant
Well-researched responses based on relevant abstracts and paper content.
Custom Instructions Pro
Preferences or requirements that you'd like Emergent Mind to consider when generating responses.
Gemini 2.5 Flash
Gemini 2.5 Flash 87 tok/s
Gemini 2.5 Pro 51 tok/s Pro
GPT-5 Medium 17 tok/s Pro
GPT-5 High 23 tok/s Pro
GPT-4o 102 tok/s Pro
Kimi K2 166 tok/s Pro
GPT OSS 120B 436 tok/s Pro
Claude Sonnet 4 37 tok/s Pro
2000 character limit reached

Emergent Anomalous Hydrodynamics at Infinite Temperature in a Long-Range XXZ Model (2403.17912v1)

Published 26 Mar 2024 in quant-ph, cond-mat.quant-gas, and cond-mat.stat-mech

Abstract: The conventional wisdom suggests that transports of conserved quantities in non-integrable quantum many-body systems at high temperatures are diffusive. However, we discover a counterexample of this paradigm by uncovering anomalous hydrodynamics in a spin-1/2 XXZ chain with power-law couplings. This model, classified as non-integrable due to its Wigner-Dyson level-spacing statistics in the random matrix theory, exhibits a surprising superdiffusive-ballistic-superdiffusive transport transition by varying the power-law exponent of couplings for a fixed anisotropy. Our findings are verified by multiple observables, including the spin-spin autocorrelator, mean-square displacement, and spin conductivity. Interestingly, we further quantify the degree of quantum chaos using the Kullback-Leibler divergence between the entanglement entropy distributions of the model's eigenstates and a random state. Remarkably, an observed local maximum in the divergence near the transition boundary suggests a link between anomalous hydrodynamics and a suppression of quantum chaos. This work offers another deep understanding of emergent anomalous transport phenomena in a wider range of non-integrable quantum many-body systems

Definition Search Book Streamline Icon: https://streamlinehq.com
References (47)
  1. A. Schuckert, I. Lovas, and M. Knap, Phys. Rev. B 101, 020416 (2020).
  2. M. Ljubotina, M. Žnidarič, and T. c. v. Prosen, Phys. Rev. Lett. 122, 210602 (2019).
  3. M. Dupont and J. E. Moore, Phys. Rev. B 101, 121106 (2020).
  4. R. Steinigeweg, J. Gemmer, and W. Brenig, Phys. Rev. B 91, 104404 (2015).
  5. V. B. Bulchandani, S. Gopalakrishnan, and E. Ilievski, Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment 2021, 084001 (2021).
  6. J. W. Bush and A. U. Oza, Reports on Progress in Physics 84, 017001 (2020).
  7. S. Gopalakrishnan and R. Vasseur, Reports on Progress in Physics 86, 036502 (2023).
  8. R. Menu and T. Roscilde, Phys. Rev. Lett. 124, 130604 (2020).
  9. J. Richter and A. Pal, Phys. Rev. Res. 4, L012003 (2022).
  10. X. Zotos, Phys. Rev. Lett. 82, 1764 (1999).
  11. B. Kloss and Y. Bar Lev, Phys. Rev. A 99, 032114 (2019).
  12. B. Kloss and Y. Bar Lev, Phys. Rev. B 102, 060201 (2020).
  13. C. Gross and I. Bloch, Science 357, 995 (2017).
  14. S. E. Anderson, K. C. Younge, and G. Raithel, Phys. Rev. Lett. 107, 263001 (2011).
  15. A. Browaeys and T. Lahaye, Nature Physics 16, 132 (2020).
  16. R. Blatt and C. F. Roos, Nature Physics 8, 277 (2012).
  17. C. Schneider, D. Porras, and T. Schaetz, Reports on Progress in Physics 75, 024401 (2012).
  18. M. Žnidarič, Phys. Rev. Lett. 110, 070602 (2013).
  19. M. Lu, N. Q. Burdick, and B. L. Lev, Phys. Rev. Lett. 108, 215301 (2012).
  20. M. Saffman, T. G. Walker, and K. Mølmer, Rev. Mod. Phys. 82, 2313 (2010).
  21. A. L. Burin, Phys. Rev. B 92, 104428 (2015).
  22. P. Hauke and L. Tagliacozzo, Phys. Rev. Lett. 111, 207202 (2013).
  23. J. Ren, W.-L. You, and X. Wang, Phys. Rev. B 101, 094410 (2020).
  24. I. Frérot, P. Naldesi, and T. Roscilde, Phys. Rev. B 95, 245111 (2017).
  25. V. Zaburdaev, S. Denisov, and J. Klafter, Rev. Mod. Phys. 87, 483 (2015).
  26. M. Srednicki, Phys. Rev. E 50, 888 (1994).
  27. J. M. Deutsch, Phys. Rev. A 43, 2046 (1991).
  28. T. A. Elsayed and B. V. Fine, Phys. Rev. Lett. 110, 070404 (2013a).
  29. R. Steinigeweg, J. Gemmer, and W. Brenig, Phys. Rev. Lett. 112, 120601 (2014a).
  30. C. Bartsch and J. Gemmer, Phys. Rev. Lett. 102, 110403 (2009).
  31. S. Sugiura and A. Shimizu, Phys. Rev. Lett. 111, 010401 (2013).
  32. T. Iitaka and T. Ebisuzaki, Phys. Rev. E 69, 057701 (2004).
  33. L. Vidmar and M. Rigol, Phys. Rev. Lett. 119, 220603 (2017).
  34. T. A. Elsayed and B. V. Fine, Phys. Rev. Lett. 110, 070404 (2013b).
  35. P. Weinberg and M. Bukov, SciPost Phys. 2, 003 (2017).
  36. J. Haegeman, T. J. Osborne, and F. Verstraete, Phys. Rev. B 88, 075133 (2013).
  37. A. Wietek and A. M. Läuchli, Phys. Rev. E 98, 033309 (2018).
  38. H. Kim and D. A. Huse, Phys. Rev. Lett. 111, 127205 (2013).
  39. J. Hauschild and F. Pollmann, SciPost Phys. Lect. Notes , 5 (2018).
  40. T. Chanda, R. Yao, and J. Zakrzewski, Phys. Rev. Res. 2, 032039 (2020a).
  41. S. Goto and I. Danshita, Phys. Rev. B 99, 054307 (2019).
  42. D. J. Luitz, N. Laflorencie, and F. Alet, Phys. Rev. B 93, 060201 (2016).
  43. F. D. M. Haldane, Phys. Rev. Lett. 60, 635 (1988).
  44. B. S. Shastry, Physical review letters 60, 639 (1988).
  45. J. F. Rodriguez-Nieva, C. Jonay, and V. Khemani, arXiv:2305.11940  (2023).
  46. J. D. Nardis, D. Bernard, and B. Doyon, SciPost Phys. 6, 049 (2019).
  47. H. Singh, R. Vasseur, and S. Gopalakrishnan, Phys. Rev. Lett. 130, 046001 (2023).

Summary

We haven't generated a summary for this paper yet.

Ai Sparkles Streamline Icon: https://streamlinehq.com Summarize Now
Lightbulb Streamline Icon: https://streamlinehq.com

Continue Learning

We haven't generated follow-up questions for this paper yet.

Ai Sparkles Streamline Icon: https://streamlinehq.com Generate Now
List To Do Tasks Checklist Streamline Icon: https://streamlinehq.com

Collections

Sign up for free to add this paper to one or more collections.

User Circle Single Streamline Icon: https://streamlinehq.com Sign Up
X Twitter Logo Streamline Icon: https://streamlinehq.com

Tweets

This paper has been mentioned in 1 post and received 0 likes.

User Circle Single Streamline Icon: https://streamlinehq.com Sign Up to View