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

Cet article présente un cadre théorique et computationnel validé par l'apprentissage non supervisé qui décrit les oscillations collectives dans les faisceaux de particules chargées intenses, démontrant l'existence de modes d'ondes de Langmuir non amortis au-dessus d'une densité critique et confirmant des prédictions clés telles que la fréquence plasma indépendante de la distribution et les oscillations de Friedel.

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

Topological heavy-tailed networks

En développant un modèle de réseau pour le réseau d'Apollonian et en y assignant des champs de jauge non triviaux, cette étude révèle un spectre énergétique topologique appelé « papillon d'Apollonian » et démontre comment les caractéristiques topologiques de ces réseaux à queue lourde sont gouvernées par les nœuds de faible degré, établissant ainsi un pont entre la physique topologique et la science des réseaux.

Sunkyu Yu, Xianji Piao, Namkyoo ParkThu, 12 Ma🔬 cond-mat.mes-hall

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

Les auteurs ont expérimentalement simulé la dynamique hors équilibre d'un piston quantique à deux bosons sur un ordinateur quantique photonique programmable, démontrant comment l'interférence bosonique modifie les distributions de travail et validant les relations thermodynamiques fluctuantes.

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

Cet article démontre que la stabilisation d'un système de magnétohydrodynamique turbulente par brisure spontanée de symétrie, proposée pour expliquer la génération de champs magnétiques moyens, échoue avec les modèles standards en raison d'une solution singulière, et suggère qu'une modification de la loi d'Ohm introduisant un terme de curl nu est nécessaire pour obtenir une description théorique cohérente du dynamo turbulent hélicoïdal.

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

Cette étude démontre que la violation des prédictions de la théorie des matrices aléatoires concernant l'information de Fisher quantique et une relation fluctuation-dissipation, mesurées via des observables locales, constitue un indicateur efficace de la rupture d'ergodicité dans divers mécanismes tels que la localisation à plusieurs corps, l'intégrabilité et les cicatrices quantiques.

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

Universal purification dynamics in real non-unitary quantum processes

Cet article étudie les dynamiques universelles de purification dans les processus quantiques non unitaires surveillés, en établissant des prédictions théoriques et des expressions explicites pour la décroissance des entropies de Rényi à travers deux modèles complémentaires (matrices aléatoires discrètes et mouvement brownien de Dyson) qui s'appliquent à différentes classes de symétrie et sont validés par des simulations numériques.

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

Dissipation- versus Chaos-Induced Relaxation in Non-Markovian Quantum Many-Body Systems

En étudiant un modèle SYK ouvert couplé à un bain fermionique pseudogapé, cette recherche révèle que la dissipation non markovienne peut qualitativement remodeler les mécanismes de relaxation des systèmes quantiques à plusieurs corps, engendrant une riche phase dynamique où la décroissance algébrique, exponentielle et pré-relaxation coexistent selon la compétition entre chaos interne et dissipation environnementale.

Gabriel Almeida, Pedro Ribeiro, Masudul Haque, Lucas SáThu, 12 Ma⚛️ quant-ph

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

Cet article établit un lien formel d'équivalence entre l'équation de Lindblad et la dynamique moléculaire par intégrale de chemin (PIMD) pour permettre le calcul de l'évolution temporelle et de la convergence vers un état stationnaire de systèmes quantiques hors équilibre, sans avoir à résoudre explicitement l'équation de Lindblad tout en garantissant la positivité de l'opérateur densité.

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

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

Cet article présente une avancée majeure en introduisant une matrice de densité réduite généralisée (GRDM) comme objet simulé dans les méthodes Monte Carlo quantiques, permettant ainsi de mesurer directement des observables hors-diagonaux et d'accéder à des spectres dynamiques et à des corrélations de Rényi-1 pour caractériser la brisure de symétrie.

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

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

Cette étude démontre que les Machines de Boltzmann Restreintes permettent de modéliser avec précision l'activité coordonnée de milliers de neurones enregistrés simultanément chez la souris, révélant ainsi des structures d'interactions effectives ancrées dans l'anatomie cérébrale et des dynamiques de relaxation globales.

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

Cet article démontre qu'une sous-classe d'automates cellulaires quantiques « Goldilocks », y compris ceux implémentés expérimentalement, est intégrable et équivalente à des fermions libres, offrant ainsi un circuit paramétrique pour tester le matériel quantique et étudier la transition entre intégrabilité et non-intégrabilité.

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

En utilisant le formalisme du produit de Moyal, cet article dérive une équation cinétique quantique sans dissipation pour des systèmes de fermions libres multi-bandes, permettant une analyse complète de la thermodynamique et du transport non linéaire incluant les corrections de la métrique quantique au-delà de la limite semiclassique.

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

Machine-learning-derived protocols for information-based work extraction from active particles

Cette étude propose et analyse un protocole d'extraction de travail à partir d'une particule active, démontrant que des stratégies optimisées par apprentissage automatique, incluant des changements de rigidité discontinus, permettent d'extraire un travail nettement supérieur à celui prédit par la seconde loi classique grâce à la nature hors équilibre du système.

Grzegorz SzamelMon, 09 Ma🔬 cond-mat

Density of reflection resonances in one-dimensional disordered Schrödinger operators

Cet article développe une approche analytique reliant la densité des résonances de réflexion à la distribution du coefficient de réflexion à des énergies complexes, permettant d'obtenir des formules explicites pour la densité de résonances dans les limites de désordre faible pour des échantillons semi-infinis et courts, tout en validant ces résultats par des simulations numériques sur le modèle d'Anderson unidimensionnel.

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

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

Cette étude comble une lacune dans la littérature en analysant la dynamique de marches aléatoires discrètes sur réseau soumises à des potentiels focalisants linéaires et quadratiques, en caractérisant notamment les variables de premier passage, la croissance logarithmique du nombre de sites visités et l'impact d'un processus de réinitialisation sur les régimes dynamiques.

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