Published July 2023
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Journal article
Stabilization mechanism for many-body localization in two dimensions
Creators
Contributors
Others:
- Laboratoire de Physique Théorique (LPT) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI) ; Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Cohérence Quantique (LPT) (ICQ) ; Laboratoire de Physique Théorique (LPT) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI) ; Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI) ; Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse) ; Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- MajuLab ; National University of Singapore (NUS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UniCA)
- Centre for Quantum Technologies [Singapore] (CQT) ; National University of Singapore (NUS)
- ANR-18-CE30-0017,MANYLOK,Localisation à N corps avec le Kicked Rotor(2018)
- ANR-19-CE30-0013,GLADYS,De la nature vitreuse des systèmes quantiques désordonnés(2019)
Description
Experiments in cold-atom systems see almost identical signatures of many-body localization (MBL) in both one-dimensional (d=1) and two-dimensional (d=2) systems despite the thermal avalanche hypothesis showing that the MBL phase is unstable for d>1. Underpinning the thermal avalanche argument is the assumption of exponential localization of local integrals of motion (LIOM). In this Letter we demonstrate that the addition of a confining potential—as is typical in experimental setups—allows a noninteracting disordered system to have superexponentially (Gaussian) localized wave functions, and an interacting disordered system to undergo a localization transition. Moreover, we show that Gaussian localization of MBL LIOM shifts the quantum avalanche critical dimension from d=1 to d=2, potentially bridging the divide between the experimental demonstrations of MBL in these systems and existing theoretical arguments that claim that such demonstrations are impossible.
Abstract
International audienceAdditional details
Identifiers
- URL
- https://hal.science/hal-04170675
- URN
- urn:oai:HAL:hal-04170675v2
Origin repository
- Origin repository
- UNICA