論文の概要: Emergent Continuous Time Crystal in Dissipative Quantum Spin System without Driving

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.08476v2
• Date: Fri, 5 Jul 2024 16:52:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-08 23:33:46.543748
• Title: Emergent Continuous Time Crystal in Dissipative Quantum Spin System without Driving
• Title（参考訳）: 消散性量子スピン系における駆動のない創発的連続時間結晶
• Authors: Shu Yang, Zeqing Wang, Libin Fu, Jianwen Jie,
• Abstract要約: 時間結晶は、自発対称性を時間次元に分割する非平衡現象であり、量子多体物理学において基本的な重要性を持っている。 スピンダイナミクスを解析することにより、新しい非定常振動状態の出現を数値的に同定する。 本研究は、散逸誘起スピン下降と異方性相互作用誘起スピン沈降またはスピン揺らぎとの複雑な相互作用に関する多くの知見を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.641189223782504
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Time crystal, a nonequilibrium phenomenon extending spontaneous symmetry breaking into the temporal dimension, holds fundamental significance in understanding quantum many-body physics. In this work, we explore the nonequilibrium phase diagram of a two-dimensional dissipative Heisenberg spin system without explicit coherent or incoherent external driving. We numerically identify the emergence of novel nonstationary oscillatory states by analyzing the spin dynamics. These states are categorized as limit cycle and chaos based on the Lyapunov exponent. Remarkably, the observed limit cycle behavior represents a continuous time crystal (CTC), spontaneously breaking the continuous time translation symmetry of the system. We further confirm those oscillatory behaviors by studying the stability against local perturbations applied to the system. Finally, we investigate the robustness of the emergent CTC by introducing isotropic Gaussian-type white noise into the interactions. This study provides many insights into the intricate interplay between the dissipation-induced spin downwards and anisotropic-interaction-induced spin precession or spin fluctuation, opening a new avenue for realizing dissipation-induced, heating-immune TCs.
• Abstract（参考訳）: 時間結晶は、自発対称性を時間次元に分割する非平衡現象であり、量子多体物理学を理解する上で基本的な重要性を持っている。 本研究では,2次元散逸型ハイゼンベルクスピン系の非平衡位相図を明示的コヒーレントあるいは非コヒーレントな外部駆動なしで探索する。 スピンダイナミクスを解析することにより、新しい非定常振動状態の出現を数値的に同定する。 これらの状態は、リャプノフ指数に基づいて極限周期とカオスに分類される。 注目すべきことに、観測された極限周期の挙動は連続時間結晶(CTC)を表し、系の連続時間翻訳対称性を自発的に破る。 さらに, 局所摂動に対する安定性について検討し, その振動挙動を検証した。 最後に, 相互作用に等方性ガウス型白色雑音を導入することにより, 創発性CTCのロバスト性について検討する。 本研究は、散逸誘起スピン下降と異方性相互作用誘起スピン沈降またはスピン揺らぎとの複雑な相互作用について多くの知見を与え、散逸誘起熱免疫性TCを実現するための新たな道を開く。

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