Квантовая адиабатическая теорема отражает фундаментальное свойство квантовой системы с параметрами, которые могут зависеть от времени. Пусть в начальный момент времени состояние (волновая функция) системы является собственным для гамильтониана в этот же момент времени. Тогда для любой траектории в пространстве параметров можно подобрать настолько маленькую скорость движения по этой траектории, что состояние системы в любой точке траектории будет близко (с любой наперед заданной точностью) к собственной функции гамильтониана в этой точке. Вопрос о скорости сходимости в адиабатической теореме (какова максимально допустимая скорость изменения гамильтониана, обеспечивающая заданную точность) - непростой, особенно в случае многочастичных систем. Известные ранее строгие достаточные условия адиабатичности оказываются слишком ограничительными для таких систем, а порой (в случае, когда переменная часть гамильтониана есть неограниченный оператор) и вовсе неприменимыми. Мы покажем, что адиабатичность в многочастичной квантовой системе связана с катастрофой ортогональности, и докажем новое необходимое условие адиабатичности. Его преимущества будут продемонстрированы на примере двух систем, недавно реализованных в экспериментах с ультрахолодными атомами.

Литература:

Oleg Lychkovskiy, Oleksandr Gamayun, Vadim Cheianov, "Timescale for adiabaticity breakdown in driven many-body systems and orthogonality catastrophe", arXiv:1611.00663.