論文の概要: Observation of continuous time crystals and quasi-crystals in spin gases
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.19561v1
- Date: Fri, 29 Nov 2024 09:13:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-02 15:19:42.399260
- Title: Observation of continuous time crystals and quasi-crystals in spin gases
- Title（参考訳）: スピンガス中の連続時間結晶と準結晶の観察
- Authors: Ying Huang, Tishuo Wang, Haochuan Yin, Min Jiang, Zhihuang Luo, Xinhua Peng,
- Abstract要約: 連続時間結晶 (CTC) と準結晶 (CTQC) は連続時間変換対称性の自発的破壊を特徴とする2つの新しい物質相である。
フィードバック機構によって非線形に相互作用する希ガス核スピンのCTCとCTQCのシグネチャを実験的に観察した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.74802287581543
- License:
- Abstract: Continuous time crystal (CTC) and quasi-crystal (CTQC) are two novel phases of matter characterized by the spontaneous breaking of continuous time-translation symmetry. To date, realizations of CTCs with periodic oscillations have been reported in only a few physical platforms, and their complex properties still require further exploration. Additionally, CTQCs, which feature quasi-periodic oscillations at multiple incommensurate frequencies, remain elusive. Here we report the experimental observation of CTC and CTQC signatures in noble-gas nuclear spins that interact nonlinearly with each other through feedback mechanisms. The observed limit cycle and quasi-periodic phases display persistent spin oscillations with coherence times extending beyond several hours. Notably, these oscillations are robust against noise perturbations and exhibit random time phases upon repetitive realization, epitomizing the continuous time-translation symmetry-breaking intrinsic to CTCs and CTQCs. As the feedback strength increases, the system undergoes a phase transition into a new phase characterized by chaotic oscillations, indicative of the ``melting" of time crystals. Interestingly, within certain feedback regimes, we even observe an unusual reverse phase transition from a chaotic phase back to time crystal phases. This work broadens the catalog of new phases of spin gas and unlocks opportunities in precision measurements, including multimode masers and tests of fundamental symmetries.
- Abstract（参考訳）: 連続時間結晶 (CTC) と準結晶 (CTQC) は連続時間変換対称性の自発的破壊を特徴とする2つの新しい物質相である。
これまで、周期的な振動を伴うTCCの実現はいくつかの物理的プラットフォームでしか報告されておらず、その複雑な性質はいまだにさらなる探査を必要としている。
さらに、複数の非共振周波数で準周期発振を特徴とするCTQCは、いまだ解明されていない。
本稿では,フィードバック機構を通じて非線形に相互作用する希ガス核スピンのCTCとCTQCのシグネチャを実験的に観察する。
観測された極限周期と準周期相は、数時間を超えるコヒーレンス時間で持続的なスピン振動を示す。
特に、これらの振動は雑音の摂動に対して頑健であり、繰り返し実現時にランダムな時間相を示し、CTCやCTQCに固有の連続的時間-翻訳対称性を表わす。
フィードバック強度が増加するにつれて、系は時間結晶の「融解」を表すカオス振動を特徴とする新しい相へと相転移する。
興味深いことに、特定のフィードバック状態の中では、カオス相から時間結晶相への異常な逆相転移が観察される。
この研究はスピンガスの新しい位相のカタログを広げ、マルチモードメーザーや基本対称性のテストを含む精度測定の機会を解き放つ。
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