論文の概要: Subspace-thermal discrete time crystals from phase transitions between different n-tuple discrete time crystals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.02848v3
- Date: Thu, 3 Oct 2024 22:49:40 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-07 23:34:03.716816
- Title: Subspace-thermal discrete time crystals from phase transitions between different n-tuple discrete time crystals
- Title（参考訳）: 異なるn-タプル離散時間結晶間の相転移からのサブスペース-熱的離散時間結晶
- Authors: Hongye Yu, Tzu-Chieh Wei,
- Abstract要約: 駆動周期の任意の倍数に対応する新しいフロケット時間結晶モデルを提案する。
これらの周期の異なる時間結晶間の遷移は、サブスペース-熱的離散時間結晶と呼ばれる新しい物質相をもたらす。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.46040036610482665
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We propose a new Floquet time crystal model that responds in arbitrary multiples of the driving period. Such an $n$-tuple discrete time crystal is theoretically constructed by permuting spins in a disordered chain and is well suited for experiment implementations. Transitions between these time crystals with different periods give rise to a novel phase of matter that we call subspace-thermal discrete time crystals, where states within subspaces are fully thermalized at an early time. However, the whole system still robustly responds to the periodic driving subharmonically, with a period being the greatest common divisor of the original two periods. Existing theoretical analysis from many-body localization fails to understand the rigidity of such subspace-thermal time crystal phases. To resolve this, we develop a new theoretical framework from the perspective of the robust $2\pi/n$ quasi-energy gap. Its robustness is analytically proved, under a reasonable conjecture, by a new perturbation theory for unitary operators. The proof applies beyond the models considered here to other existing discrete time crystals realized by kicking disordered systems, thus offering a systematic way to construct new discrete time crystal models. We also introduce the notion of DTC-charges that allow us to probe the observables that spontaneously break the time-translation symmetry in both the regular discrete time crystals and subspace-thermal discrete time crystals. Moreover, our discrete time crystal models can be generalized to higher spin magnitudes or qudits, as well as higher spatial dimensions.
- Abstract（参考訳）: 駆動周期の任意の倍数に対応する新しいフロケット時間結晶モデルを提案する。
このような$n$-tupleの離散時間結晶は、乱れた鎖のスピンを置換することによって理論的に構築され、実験的な実装に適している。
これらの周期の異なる時間結晶間の遷移は、サブスペース-熱的離散時間結晶と呼ばれる新しい物質相を生じさせ、サブスペース内の状態は早い段階で完全に熱化される。
しかし、システム全体が依然として周期的な運転の低調波に強く反応し、この期間は元々の2つの期間の最大公約数である。
既成の多体局在理論解析では、そのような部分空間-熱的時間結晶相の剛性は理解できない。
これを解決するために、ロバストな$2\pi/n$準エネルギーギャップの観点から新しい理論的枠組みを開発する。
その堅牢性は、有理予想の下で、ユニタリ作用素に対する新しい摂動理論によって解析的に証明される。
この証明は、混乱したシステムを蹴り上げることによって実現された他の既存の離散時間結晶のモデルを超えて適用され、新しい離散時間結晶モデルを構築する体系的な方法を提供する。
また、DTCチャージの概念を導入し、通常の離散時間結晶とサブスペース-熱的離散時間結晶の両方において、自発的に時間-翻訳対称性を破る観測可能なものを探索する。
さらに、我々の離散時間結晶モデルは、より高次元のスピン等級やクアディットに一般化することができる。
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