Entanglement Entropy In Excited States

Negli ultimi anni l’entropia di entaglement è stata ampiamente studiata nel campo dell‘integrabilità. Con l‘introduzione del modello a replica è stato possibile portare alla luce le proprietà universali dell’ entropia di entanglement di un sistema bipartito nello stato di vuoto. In questa tesi si è investigato il problema dell’entropia di entanglement di un sistema bipartito in uno stato eccitato di singola particella. In particolare, si è considerata una teoria bosonica libera in un volume finito, in modo da sfruttare al meglio le tecniche dell‘integrabilità. Nel corso di questa analisi, è stato possibile rielaborare il modello a replica in un volume finito grazie ad un raddoppiamento della teoria bosonica che ha indotto una simmetria U(1) su ogni copia del modello. Tale tecnica, nota in letter- atura come doubling trick ha permesso di ricondurre il calcolo dell’entropia di Renyi a un’opportuna espansione in form factors dei campi U(1) implementanti tale simmetria e valutarne il contributo dominante nel limite in cui il volume è grande. I risultati ottenuti per la Second Rènyi entropy mostrano che in tale limite, l’eccesso di entanglement dovuto allo stato eccitato rispetto a quello di vuoto è indipendente dall’energia dello stato stesso e può essere interpretato come quantità che misura l’incertezza sulla localizzazione dell’eccitazione nelle due parti di cui è composto il sistema

Exact "hydrophobicity" in deterministic circuits: dynamical fluctuations in the Floquet-East model

We study the dynamics of a classical circuit corresponding to a discrete-time deterministic kinetically constrained East model. We show that -- despite being deterministic -- this "Floquet-East" model displays pre-transition behaviour, which is a dynamical equivalent of the hydrophobic effect in water. By means of exact calculations we prove: (i) a change in scaling with size in the probability of inactive space-time regions (akin to the "energy-entropy" crossover of the solvation free energy in water), (ii) a first-order phase transition in the dynamical large deviations, (iii) the existence of the optimal geometry for local phase separation to accommodate space-time solutes, and (iv) a dynamical analog of "hydrophobic collapse". We discuss implications of these exact results for circuit dynamics more generally.Comment: 15 pages, 5 figure

Exact quench dynamics of the Floquet quantum East model at the deterministic point

We study the non-equilibrium dynamics of the Floquet quantum East model (a Trotterized version of the kinetically constrained quantum East spin chain) at its "deterministic point", where evolution is defined in terms of CNOT permutation gates. We solve exactly the thermalization dynamics for a broad class of initial product states by means of "space evolution". We prove: (i) the entanglement of a block of spins grows at most at one-half the maximal speed allowed by locality (i.e., half the speed of dual-unitary circuits); (ii) if the block of spins is initially prepared in a classical configuration, speed of entanglement is a quarter of the maximum; (iii) thermalization to the infinite temperature state is reached exactly in a finite time that scales with the system size.Comment: 17 pages, 3 figure

Entanglement Content of Quantum Particle Excitations III. Graph Partition Functions

We consider two measures of entanglement, the logarithmic negativity and the entanglement entropy, between regions of space in excited states of many-body systems formed by a finite number of particle excitations. In parts I and II of the current series of papers, it has been shown in one-dimensional free-particle models that, in the limit of large system's and regions' sizes, the contribution from the particles is given by the entanglement of natural qubit states, representing the uniform distribution of particles in space. We show that the replica logarithmic negativity and R\'enyi entanglement entropy of such qubit states are equal to the partition functions of certain graphs, that encode the connectivity of the manifold induced by permutation twist fields. Using this new connection to graph theory, we provide a general proof, in the massive free boson model, that the qubit result holds in any dimensionality, and for any regions' shapes and connectivity. The proof is based on clustering and the permutation-twist exchange relations, and is potentially generalisable to other situations, such as lattice models, particle and hole excitations above generalised Gibbs ensembles, and interacting integrable models

Twenty years of surveillance of Invasive Meningococcal Diseases in Puglia, Italy

The study aims to investigate the change in the burden of disease and the microbiological characteristics of Invasive Meningococcal Disease (IMD) in Puglia in comparison with overall incidence from 1994 through 2014

Twenty years of surveillance of Invasive Meningococcal Diseases in Puglia, Italy

Data of all the cases of Invasive Meningococcal Diseases are collected in the frame of the National Surveillance System coordinated by the National Reference Laboratory (NRL) of the Istituto Superiore di Sanità, which performs further  microbiological characterization on collected isolates. In Puglia, from 1994 through 2014, the average incidence was 0.2 per 100.000 inhabitants, lower than the national value (0.33), with a peak in 2013 of 0.46  per 100.000 inhabitants. Patients tended to be older (median age 19 vs16). The case-fatality  rate was 20.4% in Puglia vs 13.3% in Italy. Serogroups B and C were the most identified. Fourty-seven percent of the isolates showed a decreased susceptibility to penicillin G. Serogroups C and Y presented a fairly clonal pattern, whereas serogroup B isolates were rather genetically  heterogeneous. Surveillance system is essential to monitor possible changes in the epidemiology of invasive meningococcal disease consequent to immunization strategies adopted locally and nationally

Entanglement Content of Quantum Particle Excitations I. Free Field Theory

We evaluate the entanglement entropy of a single connected region in excited states of one-dimensional massive free theories with finite numbers of particles, in the limit of large volume and region length. For this purpose, we use finite-volume form factor expansions of branch-point twist field two-point functions. We find that the additive contribution to the entanglement due to the presence of particles has a simple "qubit" interpretation, and is largely independent of momenta: it only depends on the numbers of groups of particles with equal momenta. We conjecture that at large momenta, the same result holds for any volume and region lengths, including at small scales. We provide accurate numerical verifications

Dinamica delle galassie a spirale e delle galassie ellittiche

La tesi si propone di dare una caratterizzazione generale sulla dinamica delle galassie, in particolare, il caso ellittico e a spirale. Nel primo capitolo, sono state esposte le scale delle grandezze fisiche che caratterizzano e definiscono una galassia e gli aspetti osservativi che hanno portato a distinguerne poche grossolane categorie in base a proprietà visive, mostrando importanti correlazioni con proprietà morfologiche e strutturali. Nel secondo capitolo, corpo principale dell'elaborato, vengono motivate le principali ipotesi che permettono di trattare una generica galassia, assunta composta da un numero N di stelle come un non collisionale, portando vantaggi di semplificazione del problema: si parte dall'ipotesi di approssimazione delle stelle come punti materiali, fino a trascurare la granularità del sistema, entro un tempo scala detto tempo di rilassamento. Segue una trattazione di estrapolazione di informazioni dalle equazioni che descrivono il moto e una breve esposizione della principale distinzione tra un fluido ordinario e un fluido non collisionale, derivante dalla stessa ipotesi di sistema non collisionale. Il terzo capitolo si propone di dare alcune applicazioni, alle galassie ellittiche e spirali, dei risultati teorici trattati nel capitolo precedente, con brevi riscontri nell'ambito osservativo. Nel caso delle galassie a spirale si accenna alla principale motivazione che ha portato all'ipotesi dell'esistenza della materia oscura e vengono illustrati qualitativamente, i modelli più semplici di descrizione della dinamica dei bracci