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String-breaking dynamics in a quantum simulator
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AI
DOI：10.1038/s41567-026-03422-0.png)
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摘要
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在量子场论中，当两个基本粒子之间的势能随其分离距离增加而增大时，如同被弦束缚一样，自发粒子形成可以发生。当分离距离超过临界值时，新的粒子对可以形成且弦断裂。从第一性原理模拟此过程需要求解强力的量子多体动力学，对于此类任务，量子模拟器可能优于经典计算方法。在此，我们使用可编程的离子阱量子模拟器研究了（1+1）维
$${{\mathbb{Z}}}_{2}$$
晶格规范理论中弦断裂的时空分辨动力学。我们通过阵列聚焦激光束对单个离子进行位点依赖的有效磁场控制，模拟了外部静态电荷和弦的效果。我们表明，在无弦张力情况下孤立电荷自由扩散，但随着张力增加则表现出局域相干振荡。我们进一步观测到，在弦张力突然增加后，初始拉伸于两个静态电荷之间的弦的断裂动力学。我们发现电荷对出现在弦边缘附近，随后扩散至体相中，揭示了一种不同于传统施温格机制的动态弦断裂机制。规范理论中弦断裂的研究涉及电荷的实时演化，这难以模拟。一维规范模型中弦断裂的时空动力学现已在一个离子阱平台上被观测到。
AI总结
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