高温下多自旋系统生成的时间序列中的混沌特征

从单一实验时间序列中提取可靠的混沌指标是一项具有挑战性的任务，对于多自由度系统尤为如此。为此目的可用的技术通常需要难以达到的极长时间序列。在本文中，我们探索了一种在多粒子系统中区分混沌运动与多周期可积运动的新方法。通过对高温下经典自旋格子的动力学进行数值模拟，我们支持了该方法的适用性。我们比较了这些格子的混沌与非混沌状态，并研究了两者之间的转变。该方法基于分析宏观可观测量——自旋格子总磁化率——的时间序列的高阶时间导数。我们利用了这样一个事实：混沌自旋格子生成的磁化率时间序列的功率谱呈现指数高频尾部，而对于可积自旋格子，功率谱以非指数方式截断。我们还通过研究量子自旋格子和经典 Toda 格子生成的功率谱的高频尾部，证明了上述方法的适用性极限。