Beam-Plasma Collective Oscillations in Intense Charged-Particle Beams: Dielectric Response Theory, Langmuir Wave Dispersion, and Unsupervised Detection via Prometheus

Diese Arbeit entwickelt ein theoretisches und computergestütztes Rahmenwerk für kollektive Beam-Plasma-Oszillationen in intensiven geladenen Teilchenstrahlen, das mittels der Dielektrikums-Theorie und der Vlasov-Poisson-Gleichung sowie einer Validierung durch das auf PIC-Simulationen trainierte unüberwachte Lernmodell Prometheus die Existenz ungedämpfter Langmuir-Wellen, die universelle Plasmafrequenz und Phasenübergangssignaturen nachweist.

Brandon Yee, Wilson Collins, Michael Iofin, Jiayi FuThu, 12 Ma🔬 physics

Experimental simulation of non-equilibrium quantum piston on a programmable photonic quantum computer

In dieser Studie simulieren die Autoren erfolgreich die Nichtgleichgewichts-Dynamik eines Zwei-Bosonen-Quantenkolbens auf einem programmierbaren photonischen Quantencomputer und zeigen, wie bosonische Interferenz die Arbeitsverteilungen beeinflusst sowie die Jarzynski-Gleichung über verschiedene Protokolle hinweg bestätigt wird.

Govind Krishna, Rohan Yadgirkar, Balakrishnan Krishnakumar, Andrea Cataldo, Ze-Sheng Xu, Johannes W. N. Los, Val Zwiller, Jun Gao, Ali W. ElshaariThu, 12 Ma🔬 physics.optics

Magnetohydrodynamics in turbulent dynamo regime: the stability problem

Diese Arbeit zeigt, dass die in früheren Studien vorgeschlagene Stabilisierung des turbulenten Dynamos durch spontane Symmetriebrechung bei inkonsistenter Näherung zu singulären Lösungen führt und erst durch die Einführung eines zusätzlichen Curl-Terms in der Induktionsgleichung eine physikalisch konsistente Beschreibung der großskaligen Magnetfeldgenerierung ermöglicht wird.

Michal Hnatič, Tomáš Lučivjanský, Lukáš Mižišin, Yurii Molotkov nd Andrei OvsiannikovThu, 12 Ma🔬 physics

Probing the ergodicity breaking transition via violations of random matrix theoretic predictions for local observables

Diese Arbeit zeigt, dass die Verletzung random-matrix-theoretischer Vorhersagen für lokale Observablen, insbesondere im Hinblick auf die Quanten-Fisher-Information und Fluktuations-Dissipations-Relationen, als wirksamer Nachweis für den Übergang von ergodischem zu nicht-ergodischem Verhalten in Quanten-Vielteilchensystemen dienen kann.

Venelin P. Pavlov, Peter A. Ivanov, Diego Porras, Charlie NationThu, 12 Ma⚛️ quant-ph

Universal purification dynamics in real non-unitary quantum processes

Diese Arbeit untersucht die universellen Dynamiken der Reinigungsverläufe in überwachten nicht-unitären Quantenprozessen durch zwei komplementäre Modelle, die auf zufälligen Matrizen und Dyson-Brownischer Bewegung basieren, und liefert explizite Ausdrücke für den universellen Abfall der Rényi-Entropien sowie eine Bestätigung der Existenz verschiedener Universalitätsklassen in hybriden Quantensystemen.

Federico Gerbino, Donghoon Kim, Guido Giachetti, Andrea De Luca, Xhek TurkeshiThu, 12 Ma⚛️ quant-ph

Open quantum systems beyond equilibrium: Lindblad equation and path integral molecular dynamics

Diese Arbeit verbindet die Lindblad-Gleichung mit der Pfadintegral-Molekulardynamik (PIMD), um die Zeitentwicklung und das stationäre Verhalten offener Quantensysteme außerhalb des Gleichgewichts zu berechnen, ohne die Lindblad-Gleichung explizit lösen zu müssen, und bestätigt dabei die Konsistenz der Methode durch die formale Äquivalenz beider Ansätze.

Benedikt M. Reible, Somayeh Ahmadkhani, Luigi Delle SiteThu, 12 Ma⚛️ quant-ph

Generalized Reduced-Density-Matrix Quantum Monte Carlo Gives Access to More

Diese Arbeit stellt einen Paradigmenwechsel in der Quanten-Monte-Carlo-Simulation vor, indem sie die Partitionfunktion durch eine generalisierte reduzierte Dichtematrix ersetzt, um so die effiziente Messung von dynamischen Observablen und Rényi-Korrelatoren zu ermöglichen und damit einen einheitlichen Rahmen für die holographische Charakterisierung zu schaffen.

Zhiyan Wang, Zhe Wang, Bin-Bin Mao, Zheng YanThu, 12 Ma⚛️ quant-ph

Violating the All-or-Nothing Picture of Local Charges in Non-Hermitian Bosonic Chains

Die Arbeit widerlegt die verbreitete Annahme eines „Alles-oder-Nichts"-Verhaltens bei lokalen Ladungen in nicht-hermiteschen bosonischen Ketten durch die Konstruktion expliziter Gegenbeispiele, die Modelle mit Ladungen nur für bestimmte Wechselwirkungsreichweiten zeigen, und liefert eine vollständige Klassifizierung der Existenzbedingungen für k-lokale Ladungen.

Mizuki Yamaguchi, Naoto ShiraishiThu, 12 Ma🌀 nlin

Uncovering statistical structure in large-scale neural activity with Restricted Boltzmann Machines

Diese Studie nutzt Restricted Boltzmann Machines, um die Aktivität von etwa 1500 bis 2000 Neuronen aus dem Allen Institute Visual Behavior Neuropixels-Datensatz zu modellieren, wodurch hochpräzise Nachbildungen komplexer neuronaler Korrelationen und die Aufdeckung anatomisch strukturierter, effektiver Wechselwirkungen ermöglicht werden.

Nicolas Béreux, Giovanni Catania, Aurélien Decelle, Francesca Mignacco, Alfonso de Jesús Navas Gómez, Beatriz SeoaneThu, 12 Ma🧬 q-bio

Integrability of Goldilocks quantum cellular automata

Die Arbeit beweist, dass eine bestimmte Unterklasse von Goldilocks-Quantenzellulären Automaten, einschließlich der experimentell implementierten Variante, auf freie Fermionen abbildbar und damit klassisch simulierbar ist, während typische Varianten nicht-integrabel sind, wobei beide Klassen für die Testung und Fehlerminderung auf Quantenhardware nutzbar sind.

Logan E. Hillberry, Lorenzo Piroli, Eric Vernier, Nicole Yunger Halpern, Tomaž Prosen, Lincoln D. CarrMon, 09 Ma⚛️ quant-ph

Quantum geometry from the Moyal product: quantum kinetic equation and non-linear response

Diese Arbeit leitet mithilfe der Moyal-Produkt-Formalismus eine dissipationsfreie Quantenkinetikgleichung für mehrbandige Fermionensysteme her, die eine vollständige Analyse der quantenmetrischen Beiträge zu Thermodynamik, nichtlinearem Transport und Dichte-Dichte-Antwortfunktionen bis zur zweiten Ordnung in Gradienten ermöglicht.

Takamori Park, Xiaoyang Huang, Lucile Savary, Leon BalentsMon, 09 Ma🔬 cond-mat.mes-hall

Density of reflection resonances in one-dimensional disordered Schrödinger operators

Dieses Papier entwickelt einen analytischen Ansatz zur Berechnung der Dichte komplexer Resonanzpole in eindimensionalen, durch weißes Rauschen gestörten Schrödinger-Operatoren, indem es eine Verbindung zur Verteilung des Reflexionskoeffizienten bei komplexen Energien herstellt, um sowohl für halbunendliche als auch für kurze Proben explizite Formeln zu erhalten, die numerisch am Anderson-Gittermodell validiert werden.

Yan V. Fyodorov, Jan MeibohmMon, 09 Ma⚛️ quant-ph

Comparison of some geometric frameworks for dissipative evolution in multiscale non-equilibrium thermodynamics

Dieser Artikel vergleicht verschiedene geometrische Rahmenwerke für dissipative Evolution in der Nichtgleichgewichtsthermodynamik, indem er von klassischen Ansätzen ausgehend spezifische Modelle wie das Rayleigh'sche Dissipationspotential und dissipative d'Alembert-Frameworks sowie Poisson-Klammer-basierte Systeme analysiert und ihre Beziehungen zur Gradientendynamik aufzeigt.

Miroslav Grmela, Michal PavelkaMon, 09 Ma🔬 cond-mat

Tethering effects on first-passage variables of lattice random walks in linear and quadratic focal point potentials

Diese Arbeit schließt die Lücke in der Forschung zu diskreten Gitter-Random Walks in V-förmigen und U-förmigen Potentialen, indem sie die Besetzungswahrscheinlichkeiten, die Anzahl besuchter Sites sowie die First-Passage-Dynamik analysiert und dabei zeigt, wie externe Kräfte und ein Reset-Prozess die mittlere First-Passage-Zeit und den stationären Zustand beeinflussen.

Debraj Das, Luca GiuggioliMon, 09 Ma🔬 cond-mat