論文の概要: To heat or not to heat: time crystallinity and finite-size effects in clean Floquet systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.13527v3
• Date: Tue, 29 Dec 2020 20:03:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-30 18:31:09.105159
• Title: To heat or not to heat: time crystallinity and finite-size effects in clean Floquet systems
• Title（参考訳）: 加熱するか否か--クリーンフロケット系における時間結晶性と有限サイズ効果
• Authors: Andrea Pizzi, Daniel Malz, Giuseppe De Tomasi, Johannes Knolle, and Andreas Nunnenkamp
• Abstract要約: 有限サイズの等質系は、時間結晶性の非常に鮮明なシグネチャを示すことができる。 半調和応答は、積分可能性破壊項によって設定されたものよりもはるかに大きい時間スケールで実際に持続することができる。 我々の研究は、非自明な非平衡物理学の実験的な実装の候補として、有限サイズの等質系にスポットライトを当てている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A cornerstone assumption that most literature on discrete time crystals has relied on is that homogeneous Floquet systems generally heat to a featureless infinite temperature state, an expectation that motivated researchers in the field to mostly focus on many-body localized systems. Some works have however shown that the standard diagnostics for time crystallinity apply equally well to clean settings without disorder. This fact raises the question whether an homogeneous discrete time crystal is possible in which the originally expected heating is evaded. Studying both a localized and an homogeneous model with short-range interactions, we clarify this issue showing explicitly the key differences between the two cases. On the one hand, our careful scaling analysis confirms that, in the thermodynamic limit and in contrast to localized discrete time crystals, homogeneous systems indeed heat. On the other hand, we show that, thanks to a mechanism reminiscent of quantum scars, finite-size homogeneous systems can still exhibit very crisp signatures of time crystallinity. A subharmonic response can in fact persist over timescales that are much larger than those set by the integrability-breaking terms, with thermalization possibly occurring only at very large system sizes (e.g., of hundreds of spins). Beyond clarifying the emergence of heating in disorder-free systems, our work casts a spotlight on finite-size homogeneous systems as prime candidates for the experimental implementation of nontrivial out-of-equilibrium physics.
• Abstract（参考訳）: 離散時間結晶に関するほとんどの文献が頼りにしてきた基礎的な仮定は、同質のフロケ系が通常、特徴のない無限の温度状態に熱するということである。 しかしながら、時間結晶性の標準的な診断は、障害のないクリーンな設定に等しく適していることを示す研究もある。 この事実は、当初期待されていた加熱を回避できる均質な離散時間結晶が存在するかどうかという疑問を提起する。 近距離相互作用を持つ局所化モデルと均質モデルの両方について検討し,この2つのケース間の重要な違いを明確に示す。 一方,熱力学的限界と局所化された離散時間結晶とは対照的に,均質な系は熱であることを確認した。 一方, 量子スカーを再現する機構により, 有限サイズの均質系は時間結晶性の非常に鮮明なシグネチャを示すことが示されている。 サブハーモニック応答は、積分可能性破壊項によって設定されたものよりもはるかに大きい時間スケールで持続することができ、熱化は非常に大きなシステムサイズ(例えば数百のスピン)でしか起こらない可能性がある。 無秩序系における加熱の出現を解明するだけでなく、非自明な非平衡物理学の実験的実装の第一候補として、有限サイズの等質系にスポットライトを当てた。

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