Disorder Enhanced Thermalization in Interacting Many-Particle System
Abstract: We introduce an extension of the non-equilibrium dynamical mean field theory to incorporate the effects of static random disorder in the dynamics of a many-particle system by integrating out different disorder configurations resulting in an effective time-dependent density-density interaction. We use this method to study the non-equilibrium transient dynamics of a system described by the Fermi Anderson-Hubbard model following an interaction and disorder quench. The method recovers the solution of the disorder-free case for which the system exhibits qualitatively distinct dynamical behaviors in the weak-coupling (prethermalization) and strong-coupling regimes (collapse-and-revival oscillations). However, we find that weak random disorder promotes thermalization. In the weak coupling regime, the jump in the quasiparticle weight in the prethermal regime is suppressed by random disorder while in the strong-coupling regime, random disorder reduces the amplitude of the quasiparticle weight oscillations. These results highlight the importance of disorder in the dynamics of realistic many-particle systems.
- C. Kollath, A. M. Läuchli, and E. Altman, Phys. Rev. Lett. 98, 180601 (2007).
- R. Bhattacharya, D. P. Jatkar, and N. Sorokhaibam, J. High Energy Phys. 2019 (7), 66.
- M. Moeckel and S. Kehrein, Phys. Rev. Lett. 100, 175702 (2008).
- M. Eckstein, M. Kollar, and P. Werner, Phys. Rev. Lett. 103, 056403 (2009b).
- P. Reimann and L. Dabelow, Phys. Rev. Lett. 122, 080603 (2019).
- M. Kollar, F. A. Wolf, and M. Eckstein, Phys. Rev. B 84, 054304 (2011).
- M. Eckstein, M. Kollar, and P. Werner, Phys. Rev. B 81, 115131 (2010).
- M. Schiró and M. Fabrizio, Phys. Rev. Lett. 105, 076401 (2010).
- M. Schiró and M. Fabrizio, Phys. Rev. B 83, 165105 (2011).
- M. Heyl, Rep. Prog. Phys. 81, 054001 (2018).
- F. Alet and N. Laflorencie, Comptes Rendus Physique 19, 498 (2018).
- R. Nandkishore and D. A. Huse, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 6, 15 (2015).
- T. Vojta, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 10, 233 (2019).
- R. J. Elliott, J. A. Krumhansl, and P. L. Leath, Rev. Mod. Phys. 46, 465 (1974).
- P. Soven, Phys. Rev. 156, 809 (1967).
- B. Velický, Phys. Rev. 184, 614 (1969).
- S. Kirkpatrick, B. Velický, and H. Ehrenreich, Phys. Rev. B 1, 3250 (1970).
- H. Shiba, Prog. Theor. Exp. Phys. 46, 77 (1971).
- F. Yonezawa and K. Morigaki, Prog. theor. phys., Suppl. 53, 1 (1973).
- W. Metzner and D. Vollhardt, Phys. Rev. Lett. 62, 324 (1989).
- J. K. Freericks and V. Zlatić, Rev. Mod. Phys. 75, 1333 (2003).
- H. F. Fotso, K.-M. Tam, and J. Moreno, Quantum Sci. Technol. 7, 033001 (2022).
- V. Janisˇ and D. Vollhardt, Phys. Rev. B 46, 15712 (1992).
- D. Semmler, K. Byczuk, and W. Hofstetter, Phys. Rev. B 84, 115113 (2011).
- E. Miranda and V. Dobrosavljević, in Conductor-Insulator Quantum Phase Transitions (Oxford University Press, 2012).
- P.-T. Dong and J.-X. Cheng, Spectroscopy 32, 24 (2017).
- J. Yan and P. Werner, Phys. Rev. B 108, 125143 (2023).
- E. Dohner, H. Terletska, and H. F. Fotso, Phys. Rev. B 108, 144202 (2023).
- C. Rangi, J. Moreno, and K.-M. Tam, (2024), arXiv:2403.03214 [cond-mat.str-el] .
- M. L. Horbach and G. Schön, Annalen der Physik 505, 51 (1993).
- A. Kamenev and A. Andreev, Phys. Rev. B 60, 2218 (1999).
- C. Chamon, A. W. W. Ludwig, and C. Nayak, Phys. Rev. B 60, 2239 (1999).
- N. Landsman and C. van Weert, Phys. Rep. 145, 141 (1987).
- J. K. Freericks, Phys. Rev. B 77, 075109 (2008).
- K. Byczuk, W. Hofstetter, and D. Vollhardt, Phys. Rev. Lett. 94, 056404 (2005).
- G. T. Zimanyi and E. Abrahams, Phys. Rev. Lett. 64, 2719 (1990).
- H. U. R. Strand, M. Eckstein, and P. Werner, Phys. Rev. X 5, 011038 (2015).
Paper Prompts
Sign up for free to create and run prompts on this paper using GPT-5.
Top Community Prompts
Collections
Sign up for free to add this paper to one or more collections.
