Floquet 棘轮系统中自相互作用诱导的相位调制、定向电流、能量扩散与量子混沌

我们研究了在具有棘轮势的相互作用 Floquet 系统中波包的动力学。在量子共振条件下，我们基于波包时间演化的精确表达式，全面考察了定向电流、平均能量和量子混沌的奇特动力学行为。定向电流由棘轮势的相位控制，且与自相互作用强度无关。有趣的是，自相互作用诱导的相位调制主导了平均能量和失序时间关联函数（OTOC）的二次增长。在量子非共振条件下，自由演化算符的伪随机特征在动量空间中诱导的无序，在所有时刻抑制了定向电流。同时，这种无序也导致平均能量的动力学局域化以及初始有限时间区间内量子混沌的冻结。动力学局域化可通过相位有效操控，其底层物理源于由棘轮势调制的不同准本征能谱。平均能量和 OTOC 在长时间演化后均呈指数增长，这由依赖于自相互作用的经典混沌动力学所支配。我们讨论了我们的发现可能在量子控制方面的应用。