論文の概要: A metronome spin stabilizes time-crystalline dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.04078v1
• Date: Tue, 6 Feb 2024 15:31:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-07 14:17:41.571812
• Title: A metronome spin stabilizes time-crystalline dynamics
• Title（参考訳）: メトロノームスピンは時間結晶ダイナミクスを安定化させる
• Authors: Niklas Euler, Adrian Braemer, Luca Benn, Martin G\"arttner
• Abstract要約: 本研究では、各スピンを角度で回転させる時空駆動を受ける乱れのない量子イジング鎖について検討する。 1本のスピンに対して$epsilon$を下げることによって、時間スケールの倍の振動の寿命が大幅に向上することがわかった。 本研究は,Floquetシステムに現われる複雑なダイナミクスを,空間的に変化する駆動の影響下で明らかにした。
• 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 investigate a disorder-free quantum Ising chain subject to a time-periodic drive that rotates each spin by an angle $\pi(1-\epsilon_i)$. In case all spins experience the same deviation $\epsilon$ and the system is initialized in a fully polarized state, the dynamics is known to be time-crystalline: the magnetization of the system exhibits period-doubled oscillations for timescales that grow exponentially with the length of the chain. In this work, we study the effect of a deviation $\epsilon$ that differs between spins. We find that reducing $\epsilon$ for a single spin drastically enhances the lifetime of spatio-temporal order, suggesting the name ``metronome" spin. Employing perturbative arguments in an average Hamiltonian picture, we explain this observation for initial states with macroscopic bulk magnetization. Furthermore, in the case of random bitstring initial states, we report the enhancement of the lifetime of a topological edge mode, which can also be understood in the same picture. Finally, we discuss an altered geometry in which the metronome spin is not directly part of the chain, affecting the dynamics in different ways in the two scenarios considered. Our findings unveil the intricate dynamics that emerge in Floquet systems under the influence of a spatially varying drive, thereby uncovering new avenues for Floquet engineering.
• Abstract（参考訳）: 乱れのない量子イジング鎖は、各スピンを$\pi(1-\epsilon_i)$で回転させる時間周期駆動を受ける。 すべてのスピンが$\epsilon$と同じ偏差を経験し、システムが完全に偏極状態において初期化されている場合、系の磁化は時間結晶であることが知られており、系の磁化はチェーンの長さとともに指数関数的に成長する時間スケールに対して周期2倍の振動を示す。 本研究では,スピン間で異なる偏差 $\epsilon$ の効果について検討する。 1つのスピンに対する$\epsilon$の削減は、時空間秩序の寿命を劇的に増加させ、`metronome' スピンの名前を示唆する。 平均ハミルトニアン像における摂動論を用いて、マクロなバルク磁化を持つ初期状態のこの観察を説明する。 さらに、ランダムなビットストリング初期状態の場合、同じ図でも理解できる位相的エッジモードの寿命の延長を報告します。 最後に,2つのシナリオにおいて,メトロノムスピンが直接鎖の一部ではないような変化した幾何学について論じる。 その結果,Floquetシステムに現れる複雑なダイナミクスは,空間的に変化するドライブの影響を受け,Floquetエンジニアリングの新たな道が明らかにされた。

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