Naukowcy odkryli prostą zależność między szybkością transmisji energii i informacji w interfejsach kwantowej teorii pola, ujawniając nowe spojrzenie na wcześniej złożony problem.
Międzynarodowy zespół naukowców odkrył zaskakująco prostą zależność między szybkością transmisji energii i informacji przez interfejs łączący dwie kwantowe teorie pola. Ich praca została niedawno opublikowana w Listy z przeglądu fizycznego.
Dynamika interfejsu w teoriach kwantowych
Interfejs między różnymi teoriami pola kwantowego to ważna koncepcja, która pojawia się w przypadku różnych problemów fizyki cząstek elementarnych i fizyki materii skondensowanej. Jednakże obliczenie szybkości transmisji energii i informacji pomiędzy interfejsami było trudne.
Odkrywanie uniwersalnych nierówności
Hirosi Ooguri, profesor w Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU, WPI) na Uniwersytecie Tokijskim i Fred Kavli profesor w California Institute of Technology wraz ze swoimi współpracownikami, profesorem nadzwyczajnym Yuyą Kusuki na Uniwersytecie Kyushu oraz profesor Andreas Karch i doktoranci Hao-Yu Sun i Mianqi Wang z Uniwersytetu Teksasu w Austin wykazali, że w przypadku teorii dwuwymiarowych z niezmiennością skali istnieją proste i uniwersalne nierówności pomiędzy trzema wielkościami: szybkością transferu energii, szybkością transferu informacji oraz wielkość przestrzeni Hilberta (mierzona szybkością wzrostu liczby stanów przy wysokich energiach). Mianowicie,
[ energy transmittance ] ≤ [ information transmittance] ≤ [ size of the Hilbert space ].
Implikacje nierówności kwantowych
Nierówności te oznaczają, że aby przesłać energię, należy również przesłać informację, a w obu przypadkach wymagana jest wystarczająca liczba stanów. Pokazali także, że nie jest możliwa silniejsza nierówność.
Zarówno transmisja energii, jak i informacji są ważnymi wielkościami, ale są trudne do obliczenia i nie jest znany żaden związek między nimi. Pokazując nierówność tych wielkości, artykuł rzuca nowe światło na ten ważny, ale trudny problem.
Odniesienie: „Uniwersalne ograniczenie efektywnego ładunku centralnego i jego nasycenia”, Andreas Karch, Yuya Kusuki, Hirosi Ooguri, Hao-Yu Sun i Mianqi Wang, 30 sierpnia 2024 r., Listy z przeglądu fizycznego.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.091604
