经典自旋系统中的囚禁混沌与解禁混沌
统计力学
2025-08-19 v2 混沌动力学
可精确求解与可积系统
摘要
弱扰动的可积多体系统通常在滞后时刻表现出混沌行为并达到热平衡。然而,热化时间尺度与混沌时间尺度之间存在不同的关系。典型的关系称为囚禁混沌:当轨迹仍受限于相空间中保守量(动作)恒定的区域时,共轭角变量已经不稳定。因此,混沌不稳定性远早于热化。在另一种关系中,我们称之为解禁混沌,混沌不稳定性与热化在相同的 timescales 上发生。我们通过数值和分析研究两种扰动可积的经典自旋模型来探讨这两种质量不同的情景:伊希莫里自旋链(囚禁混沌),以及具有 XX 相互作用的中心自旋模型(解禁混沌)。我们在后者模型的微正则壳中严格建立(超)可积性。解禁混沌通过将相空间分解为大型准可积区域和薄混沌流形而出现。后者导致混沌和热化以最快可能的 timescales 发生,这与扰动强度的倒数成正比。这种行为类似于量子 SYK 模型和奇异金属。
引用
@article{arxiv.2507.07168,
title = {Confined and deconfined chaos in classical spin systems},
author = {Hyeongjin Kim and Robin Schäfer and David M. Long and Anatoli Polkovnikov and Anushya Chandran},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.07168},
year = {2025}
}
备注
23 pages, 16 figures