論文の概要: Solving boundary time crystals via the superspin method

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.06998v1
• Date: Wed, 09 Jul 2025 16:25:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-10 17:37:43.671596
• Title: Solving boundary time crystals via the superspin method
• Title（参考訳）: スーパースピン法による境界時間結晶の解法
• Authors: Dominik Nemeth, Alessandro Principi, Ahsan Nazir,
• Abstract要約: 我々は、弱散逸極限における摂動的枠組みの中で、散逸的スピンモデルのリウヴィリアスペクトルを分析する。 我々は摂動理論において固有値を第一次に計算し、時間結晶相の出現の直接的かつ透明な説明を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.99833362998488
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Boundary time crystals have been extensively studied through numerical and mean-field methods. However, a comprehensive analytical approach in terms of the Liouvillian eigenvalues, without semiclassical approximations, has yet to be developed. In this work, we analyse the Liouvillian spectrum of dissipative spin models, within a perturbative framework in the weak-dissipation limit. Introducing the superspin method, we compute the eigenvalues to first order in perturbation theory, providing a direct and transparent explanation for the emergence of the time crystal phase. We analytically demonstrate how spontaneous symmetry breaking occurs, leading to persistent oscillations. Our method can be used as a tool to unequivocally identify new dissipative collective spin models that support a boundary time crystal phase. We demonstrate this by applying the technique to four distinct, collective spin Liouvillians, which experience some dissipation. The first of these is the paradigmatic model studied in [1]. We demonstrate how the boundary time crystal phase is a general feature of models that yield a solution solely in terms of a quantity that we term the superspin. Furthermore, we analyse the stability of this phase and demonstrate how, in some cases, it is stable against increasing dissipation.
• Abstract（参考訳）: 境界時間結晶は、数値および平均場法により広範囲に研究されている。 しかし、半古典的近似を持たないリウヴィリア固有値の観点からの包括的な解析的アプローチはまだ開発されていない。 本研究では、弱散逸極限における摂動的枠組みの中で、散逸的スピンモデルのリウヴィリアスペクトルを分析する。 スーパースピン法の導入により、摂動理論において固有値を第一次に計算し、時間結晶相の出現を直接的かつ透明に説明する。 我々は、自発対称性の破れが起こることを解析的に示し、持続的な振動をもたらす。 本手法は, 境界時間結晶相をサポートする新しい散逸性集合スピンモデルを特定するツールとして利用できる。 この手法を4つの異なる集合的スピン・リウビリアンに応用し、ある散逸を経験することによってこれを実証する。 第一に、[1]で研究されたパラダイムモデルである。 境界時間結晶相が、スーパースピンと呼ばれる量のみの解をもたらすモデルの一般的な特徴であることを示す。 さらに, この相の安定性を解析し, 散逸の増加に対して安定であることを示す。

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