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从时间晶体到时间准晶体:探索横场 Ising 链中的准周期相

强关联电子 2025-10-28 v2 无序系统与神经网络 量子气体

摘要

时间准晶体(TQC)是时间晶体(TC)概念的引人注目的扩展。TC 通过在驱动频率的次谐波处表现出周期性响应来打破离散时间平移对称性,而 TQC 则展现出更复杂的时间序。它们在多个不可公度频率(即非驱动基频整数倍的值)处响应,从而产生准周期动力学。在本工作中,我们研究了在受准周期横向场作用的无序量子 Ising 链中 TQC 的涌现。利用精确对角化,我们发现横向磁化强度表现出准周期振荡,该振荡在最终衰减前能在延长的预热期时间尺度上持续存在。这表明 TQC 是作为一种长寿命的预热动力学相存在,而非真正的平衡态。我们进一步评估了该预热 TQC 对相互作用和驱动缺陷的鲁棒性,证实了其在现实实验条件下的稳定性。有限尺寸分析表明,预热 TQC 的寿命对系统尺寸的依赖性极小。此外,我们探索了在交换耦合对称采样下同一链中 TQC 的涌现。我们的结果表明,TQC 相对耦合分布的选择和驱动频率的值都高度敏感。这些发现突出了在冷原子系统和量子模拟器中实现 TQC 的广阔实验前景,为探索其稳定性、动力学性质以及探索新奇非平衡量子相提供了有价值的见解。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.13033,
  title  = {From time crystals to time quasicrystals: Exploring quasiperiodic phases in transverse field Ising chains},
  author = {Davood Marripour and Jahanfar Abouie},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.13033},
  year   = {2025}
}

备注

16 pages, 11 figures, Accepted for publication in Phys. Rev. B