可编程时间晶体晶格气体的临界行为

时间晶体是一类在其基态自发破缺时间平移对称性、因而表现出长程时空序和鲁棒周期运动的多体系统。我们近期利用流体力学表明，一个 $m$ 阶外部填充场与驱动扩散流体中的密度涨落耦合，可以诱导时间晶体序的自发涌现，表现为 $m$ 个旋转凝聚体，这些凝聚体可以进一步被控制和调制。本文在微观层面分析了这一现象，采用一个粒子在排斥相互作用下的扩散模型——即时间晶体晶格气体，它是弱不对称简单排斥过程的一种推广，其外场依赖于构型。通过大量蒙特卡洛模拟，我们刻画了不同 $m$ 值下通向这些复杂时间晶体相的非平衡相变，包括序参量、磁化率和 Binder 累积量，并从中测量临界指数，结果表明它们属于振子同步的 Kuramoto 普适类。我们还阐明了凝聚体的密度剖面和速度，在此过程中确认了关于高阶凝聚体形状可用一阶凝聚体表达的标度性质，并讨论了通向时间晶体的这一有前景途径的新可能性。