相互作用驱动-湮灭磁性系统中的动力学亚稳定性与瞬态拓扑磁子

亚稳定性，即在真正的平衡状态之前部分放松到长期准稳态，普遍存在于经典和量子动力学系统中，源于时间尺度的分离。在开放量子系统中，动力学亚稳定性的非平凡近似等价可由非厄米特算子的谱结构引发。在非相互作用模型中，这一机制产生边界敏感的异常relaxation、瞬态放大以及拓扑必需的长期边缘模式，所有现象随系统规模的增大而增强。本文将动力学亚稳定性推广到非线性相互作用体制，确认磁性异质结构是其探索的自然平台。我们引入一个相互作用自旋 Lindbladian，其线性化磁子动力学映射到动态亚稳定的 Hatano-Nelson 链中，表明非相互作用极限下的动力学亚稳定性为 genuinely 非线性现象种下根源，包括规模相关的自旋下沉和对不稳定平衡的异常吸引。与拓扑必需的 Dirac 玻色子相关的长期边缘态在非线性和无序条件下仍然存续。我们进一步在磁性多层结构中分析磁化动力学，置于经典 Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski 框架下，识别出 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用、非局部阻尼和自旋传递扭矩作为支配 bulk-boundary 稳定性不匹配和能带拓扑的控制参数。尽管所有此前识别的独特动力学现象在此实验上相关的环境中重新出现，LLGS 框架也支持多稳定性和极限循环，这些在量子模型中并不存在。我们的结果构成了对非线性动力学中动力学亚稳定性的首个系统性研究，直接相关于自旋扭流振荡器阵列、磁性器件以及更广泛的应用。