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  5. Morphology of three-body quantum states from machine learning
 
  • Details
2021
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Morphology of three-body quantum states from machine learning

File(s)
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Hauptpublikation
Huber_2021_New_J._Phys._23_065009.pdf
CC BY 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 3.69 MB
TUDa URI
tuda/7346
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-193666
DOI
10.26083/tuprints-00019366
Autor:innen
Huber, David
Marchukov, Oleksandr V. ORCID 0000-0003-0331-0322
Hammer, Hans-Werner ORCID 0000-0002-2318-0644
Volosniev, Artem G. ORCID 0000-0003-0393-5525
Kurzbeschreibung (Abstract)

The relative motion of three impenetrable particles on a ring, in our case two identical fermions and one impurity, is isomorphic to a triangular quantum billiard. Depending on the ratio κ of the impurity and fermion masses, the billiards can be integrable or non-integrable (also referred to in the main text as chaotic). To set the stage, we first investigate the energy level distributions of the billiards as a function of 1/κ ∈ [0, 1] and find no evidence of integrable cases beyond the limiting values 1/κ = 1 and 1/κ = 0. Then, we use machine learning tools to analyze properties of probability distributions of individual quantum states. We find that convolutional neural networks can correctly classify integrable and non-integrable states. The decisive features of thewave functions are the normalization and a large number of zero elements, corresponding to the existence of a nodal line. The network achieves typical accuracies of 97%, suggesting that machine learning tools can be used to analyze and classify the morphology of probability densities obtained in theory or experiment.

Freie Schlagworte

quantum billiards

machine learning

impurity systems

quantum chaos

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
05 Fachbereich Physik > Institut für Kernphysik
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
New Journal of Physics
Jahrgang der Zeitschrift
23
Heftnummer der Zeitschrift
6
ISSN
1367-2630
Verlag
IOP Publishing
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2021
Verlags-DOI
10.1088/1367-2630/ac0576
PPN
484744372

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