論文の概要: Criticality and Rigidity of Dissipative Discrete Time Crystals in Solids
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.00591v2
- Date: Wed, 23 Mar 2022 02:23:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-12 19:56:34.465740
- Title: Criticality and Rigidity of Dissipative Discrete Time Crystals in Solids
- Title（参考訳）: 固体中における散逸離散時間結晶の臨界性と剛性
- Authors: Koki Chinzei and Tatsuhiko N. Ikeda
- Abstract要約: 我々は, 周期的に$pi$パルスの列車によって駆動される散逸性量子イジングモデルを考察し, 固体中の散逸性離散時間結晶(DTC)について検討する。
このモデルでは、スピン間の相互作用は離散時間変換対称性を自発的に破り、散逸DTCを引き起こす。
ブロッホ・レッドフィールド方程式を用いて平衡熱浴への熱接触による一般散逸を微視的に記述した。
- 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: We consider a dissipative quantum Ising model periodically driven by a train
of $\pi$-pulses and investigate dissipative discrete time crystals (DTCs) in
solids. In this model, the interaction between the spins spontaneously breaks
the discrete time translation symmetry, giving rise to a dissipative DTC, where
two ferromagnetic states are switched alternately by each pulse. We
microscopically describe the generic dissipation due to thermal contact to an
equilibrium heat bath using the Bloch-Redfield equation. In contrast to other
DTC studies, this dissipation stabilizes, rather than destroys, the DTC order
without fine-tuning as long as the temperature is low enough. Invoking the
time-dependent mean-field theory and solving self-consistently the periodic
drive, dissipation, and DTC order parameter, we investigate the nonequilibrium
DTC phase transition and determine the critical exponents, including a
dynamical one. We also find phase transitions without equilibrium counterpart:
a nontrivial interplay of the periodic drive and dissipation gives rise to
reentrant DTC transition when changing the pulse interval at a fixed
temperature. Besides, to demonstrate the rigidity of the DTC, we consider
imperfect $\pi$-pulses, showing that the DTC is robust against the small
imperfections and finding that discrete time quasicrystals (DTQC) can appear
for the larger imperfections. Together with experimental proposals in magnetic
materials, our results pave the ways for realizing the DTC and for uncovering
nonequilibrium critical phenomena in real solid-state materials.
- Abstract（参考訳）: 我々は,$\pi$-pulseの列によって周期的に駆動される散逸量子イジングモデルを検討し,固体中の散逸離散時間結晶(dtcs)について検討する。
このモデルでは、スピン間の相互作用は離散時間変換対称性を自発的に破り、2つの強磁性状態が各パルスによって交互に切り替わる散逸DTCを生じる。
ブロッホ・レッドフィールド方程式を用いて平衡熱浴への熱接触による一般散逸を微視的に記述した。
他のDTC研究とは対照的に、この散逸は温度が十分に低い限り微調整なしでDTCオーダーを破壊せずに安定する。
時間依存平均場理論を導入し,周期駆動,散逸,DTC順序パラメータを自己整合的に解くことにより,非平衡DTC相転移を調査し,動的成分を含む臨界指数を決定する。
周期駆動と消散の非自明な相互作用は、パルス間隔を一定温度で変化させるときに再入射DTC遷移を引き起こす。
さらに、DTCの剛性を示すために、不完全$\pi$-pulsesを考えると、DTCは小さな欠陥に対して頑健であり、離散時間準結晶(DTQC)がより大きな欠陥に対して現れることを示す。
磁性材料の実験的提案とともに, 実固体材料におけるDTCの実現と非平衡臨界現象の解明の道を開いた。
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