論文の概要: Discrete time-crystalline response stabilized by domain-wall confinement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.14705v3
- Date: Thu, 15 Sep 2022 08:02:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-10 02:57:41.993263
- Title: Discrete time-crystalline response stabilized by domain-wall confinement
- Title（参考訳）: ドメインウォール閉じ込めによる離散時間結晶応答の安定化
- Authors: Mario Collura and Andrea De Luca and Davide Rossini and Alessio Lerose
- Abstract要約: 本研究では、量子スピン鎖に生じる異なる機構、すなわちドメイン壁をメソニック境界状態に閉じ込めることの有効性を確立する。
変換不変な量子イジング鎖を周期的に任意の周波数で起動し、ドメインウォール閉じ込めへの2つの経路について議論する。
リドベルク結晶スピン鎖における長時間の時間応答を安定化させる新しい機構の実験的妥当性を指摘する。
- 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: Discrete time crystals represent a paradigmatic nonequilibrium phase of
periodically driven matter. Protecting its emergent spatiotemporal order
necessitates a mechanism that hinders the spreading of defects, such as
localization of domain walls in disordered quantum spin chains. In this work,
we establish the effectiveness of a different mechanism arising in clean spin
chains: the confinement of domain walls into ``mesonic'' bound states. We
consider translationally invariant quantum Ising chains periodically kicked at
arbitrary frequency, and discuss two possible routes to domain-wall
confinement: longitudinal fields and interactions beyond nearest neighbors. We
study the impact of confinement on the order parameter evolution by
constructing domain-wall-conserving effective Hamiltonians and analyzing the
resulting dynamics of domain walls. On the one hand, we show that for arbitrary
driving frequency the symmetry-breaking-induced confining potential gets
effectively averaged out by the drive, leading to deconfined dynamics. On the
other hand, we rigorously prove that increasing the range $R$ of spin-spin
interactions $J_{i,j}$ beyond nearest neighbors enhances the order-parameter
lifetime \textit{exponentially} in $R$. Our theory predictions are corroborated
by a combination of exact and matrix-product-state simulations for finite and
infinite chains, respectively. The long-lived stability of spatiotemporal order
identified in this work does not rely on Floquet prethermalization nor on
eigenstate order, but rather on the nonperturbative origin of vacuum-decay
processes. We point out the experimental relevance of this new mechanism for
stabilizing a long-lived time-crystalline response in Rydberg-dressed spin
chains.
- Abstract（参考訳）: 離散時間結晶は周期的に駆動される物質のパラダイム的非平衡相を表す。
創発的時空間秩序を保護するには、乱れた量子スピン鎖におけるドメイン壁の局在化のような欠陥の拡散を妨げるメカニズムが必要である。
本研究では,クリーンスピン鎖に生じる異なる機構,すなわちドメイン壁の「メソニック」境界状態への閉じ込めの有効性を確立する。
翻訳不変な量子イジング鎖を周期的に任意の周波数で起動し、ドメインウォール閉じ込めへの2つの経路について考察する。
ドメインウォール保存有効ハミルトニアンの構築とドメインウォールの動的解析により,閉じ込めが順序パラメータの進化に与える影響について検討する。
一方, 任意の駆動周波数に対して, 対称性破砕誘起凝縮電位は駆動によって効果的に平均化され, 分解力学が導かれることを示す。
一方、スピンスピン-スピン相互作用の範囲を最寄りの近傍よりも高くする$j_{i,j}$がオーダー-パラメータのライフタイム \textit{exponentially} を$r$で高めることを厳密に証明する。
理論予測は有限チェーンと無限チェーンの厳密化と行列生成状態シミュレーションの組み合わせによって裏付けられる。
この研究で特定される時空間秩序の長期安定は、フロック前熱化や固有状態秩序に依らず、真空脱ケイ過程の非摂動的起源に依存している。
Rydberg-dressed spin chainsにおける長寿命結晶応答の安定化機構の実験的妥当性を指摘する。
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