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Rammensee, Josef ; Urbina, Juan Diego ; Richter, Klaus

Many-Body Quantum Interference and the Saturation of Out-of-Time-Order Correlators

Rammensee, Josef, Urbina, Juan Diego und Richter, Klaus (2018) Many-Body Quantum Interference and the Saturation of Out-of-Time-Order Correlators. arXiv. (Eingereicht)

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 22 Mai 2018 14:21
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.37336

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arXiv PDF (16.05.2018)
Eingereichte Version
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Zusammenfassung

Out-of-time-order correlators (OTOCs) have been proposed as sensitive probes for chaos in interacting quantum systems. They exhibit a characteristic classical exponential growth, but saturate beyond the so-called scrambling or Ehrenfest time τE in the quantum correlated regime. Here we present a path-integral approach for the entire time evolution of OTOCs for bosonic N-particle systems. We first ...

Out-of-time-order correlators (OTOCs) have been proposed as sensitive probes for chaos in interacting quantum systems. They exhibit a characteristic classical exponential growth, but saturate beyond the so-called scrambling or Ehrenfest time τE in the quantum correlated regime. Here we present a path-integral approach for the entire time evolution of OTOCs for bosonic N-particle systems. We first show how the growth of OTOCs up to τE=(1/λ)logN is related to the Lyapunov exponent λ of the corresponding chaotic mean-field dynamics in the semiclassical large-N limit. Beyond τE, where simple mean-field approaches break down, we identify the underlying quantum mechanism responsible for the saturation. To this end we express OTOCs by coherent sums over contributions from different mean-field solutions and compute the dominant many-body interference term amongst them. Our method further applies to the complementary semiclassical limit ℏ→0 for fixed N, including quantum-chaotic single- and few-particle systems.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftarXiv
Verlag:arXiv.org
Seitenanzahl:6 + 10
Datum16 Mai 2018
Zusätzliche Informationen (Öffentlich)Submitted to PRL
InstitutionenPhysik > Institut für Theoretische Physik > Lehrstuhl Professor Richter > Arbeitsgruppe Klaus Richter
Identifikationsnummer
WertTyp
1805.06377arXiv-ID
Stichwörter / KeywordsOut-of-time-order correlator, many-body, semiclassics, chaos, Ehrenfest time, scrambling
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusEingereicht
BegutachtetNein, diese Version wurde noch nicht begutachtet (bei preprints)
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-373366
Dokumenten-ID37336

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