周期驱动里德堡链中真空态的动力学

我们研究在高驱动振幅极限下使用方脉冲协议、从零里德堡激发态（记为 $|0\rangle$ 的真空态）出发的周期驱动里德堡链的动力学。利用有限系统尺寸（$L\le 26$）的精确对角化，我们表明系统的 Floquet 哈密顿量在我们绘出的一定驱动频率范围内承载一组与 $|0\rangle$ 态有大重叠的量子疤痕（quantum scars）。这些疤痕不同于与最大里德堡激发态（$|\mathbb{Z}_2\rangle$）有大重叠的对应疤痕；它们与后一类疤痕共存，并从 $|0\rangle$ 态出发导致密度-密度关联函数的持续相干振荡。我们还辨识出系统发生完美动力学冻结的特殊驱动频率，并为此现象提供解析解释。最后，我们证明在很宽的驱动频率范围内，系统达到具有密度-密度关联函数亚热（sub-thermal）值的稳态。此类亚热稳态的存在（从 $|\mathbb{Z}_2\rangle$ 态出发的动力学中不存在）意味着有限尺寸里德堡链中对本征态热化假说（eigenstate thermalization hypothesis）的弱违背，不同于早先报道的由疤痕诱导的持久振荡所致者。我们猜想在热力学极限下此类态可能作为预热（pre-thermal）稳态存在，表现出异常缓慢的弛豫。我们通过在高振幅极限下使用 Floquet 微扰理论推导 Floquet 哈密顿量的解析表达式来补充我们的数值结果，该表达式对任意驱动频率下的这些现象提供了解析的（尽管是定性的）理解。我们讨论了可检验我们理论的实验。