論文の概要: Tuning between continuous time crystals and many-body scars in long-range XYZ spin chains

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.02246v1
• Date: Wed, 4 May 2022 18:00:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-14 08:58:17.791013
• Title: Tuning between continuous time crystals and many-body scars in long-range XYZ spin chains
• Title（参考訳）: 長距離xyzスピンチェーンにおける連続時間結晶と多体傷のチューニング
• Authors: Kieran Bull, Andrew Hallam, Zlatko Papi\'c, Ivar Martin
• Abstract要約: 予熱現象を示す非駆動型省エネ系における不連続時間結晶(CTC)の可能性について検討した。 熱力学限界における正確な対角化と時間依存性の変動原理に基づいて,数値シミュレーションを用いて動的位相図をマッピングする。 我々は、QMBSとCTCが共存する体制を特定し、それらの類似点と重要な相違点を明らかにする実験的プロトコルについて議論する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.13764085113103217
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Persistent oscillatory dynamics in non-equilibrium many-body systems is a tantalizing manifestation of ergodicity breakdown that continues to attract much attention. Recent works have focused on two classes of such systems: discrete time crystals and quantum many-body scars (QMBS). While both systems host oscillatory dynamics, its origin is expected to be fundamentally different: discrete time crystal is a phase of matter which spontaneously breaks the $\mathbb{Z}_2$ symmetry of the external periodic drive, while QMBS span a subspace of non-thermalizing eigenstates forming an su(2) algebra representation. Here we ask a basic question: is there a physical system that allows to tune between these two dynamical phenomena? In contrast to much previous work, we investigate the possibility of a \emph{continuous} time crystal (CTC) in undriven, energy-conserving systems exhibiting prethermalization. We introduce a long-range XYZ spin model and show that it encompasses both a CTC phase as well as QMBS. We map out the dynamical phase diagram using numerical simulations based on exact diagonalization and time-dependent variational principle in the thermodynamic limit. We identify a regime where QMBS and CTC order co-exist, and we discuss experimental protocols that reveal their similarities as well as key differences.
• Abstract（参考訳）: 非平衡多体系における持続振動ダイナミクスは、エルゴディディディティの分解を暗示し、多くの注目を集め続けている。 最近の研究は、離散時間結晶と量子多体散乱(QMBS)の2つのクラスに焦点を当てている。 離散時間結晶は外部周期駆動の$\mathbb{Z}_2$対称性を自発的に破る物質相であり、QMBSは非熱化固有状態の部分空間にまたがってSu(2)代数表現を形成する。 この2つの力学現象をチューニングできる物理系はあるのだろうか? 従来の研究とは対照的に, 前温化現象を呈する非駆動型エネルギー保存系における 'emph{continuous} time crystal (CTC) の可能性を検討する。 我々は、長距離XYZスピンモデルを導入し、CTC相とQMBSの両方を含むことを示す。 熱力学的極限における厳密な対角化と時間依存変分原理に基づく数値シミュレーションを用いて動的位相図をマッピングする。 我々はqmbsとctcの順序が共存する構造を特定し,その類似性と重要な違いを明らかにする実験プロトコルについて考察する。

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