論文の概要: Integrable Floquet Time Crystals in One Dimension
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.04326v1
- Date: Sun, 05 Oct 2025 19:16:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-07 16:52:59.58687
- Title: Integrable Floquet Time Crystals in One Dimension
- Title（参考訳）: 一次元における積分可能なフロケット時間結晶
- Authors: Rahul Chandra, Mahbub Rahaman, Soumyabroto Majumder, Analabha Roy, Sujit Sarkar,
- Abstract要約: 周期的に駆動される1次元2次元格子ハミルトニアンの族における離散時間結晶(DTC)相の実現を実証する。
我々の研究は、1次元で頑健で長寿命のDMCを実現するための新しいメカニズムを確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.20524609401792396
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We demonstrate the realization of a discrete-time crystal (DTC) phase in a family of periodically driven, one-dimensional quadratic lattice Hamiltonians that can be obtained using spin chains. These interactions preserve integrability while opening controllable gaps at resonant quasienergies and pinning the emergent quasienergy modes that are responsible for subharmonics. We demonstrate that the DTC phase is rigid in the parameter space of transverse field and an additional interaction like NNN coupling strength, with the drive frequency optimized to produce the strongest subharmonic response. We also provide a detailed phase portrait of the model, exhibiting a variety of new dynamical phases, such as a fragile time crystal and both spin-liquid and paramagnetic phases, as well as sharp quantum phase transitions between them. Finite-size scaling of the Floquet quasienergy splitting between the emergent subharmonic mode and its conjugate shows that the DTC lifetime diverges exponentially with system size. Our work thus establishes a novel mechanism for realizing robust, long-lived DTCs in one dimension, and paves the way for their experimental realization in near-term quantum simulators. Motivation for this work stems from the limitations of disorder-based stabilization schemes that rely on many-body localization and exhibit only prethermal or finite-lived plateaus, eventually restoring ergodicity. Disorder-free routes are therefore highly desirable. Integrable (or Floquet-integrable) systems provide an attractive alternative because their extensive set of conserved quantities and constrained scattering strongly restrict thermalization channels. Our construction exploits these integrable restrictions together with short-range NNN engineering to produce a clean, robust DTC that avoids the prethermal fragility of disordered realizations.
- Abstract（参考訳）: スピン鎖を用いて得られる周期駆動1次元2次元格子ハミルトニアンの族における離散時間結晶(DTC)相の実現を実証する。
これらの相互作用は、共振クエーネギーにおける制御可能なギャップを開き、サブハーモニックに責任を負う創発的クエーネギーモードをピン留めしながら、可積分性を保っている。
DTC位相は横磁場のパラメータ空間とNNN結合強度のような付加的な相互作用において厳密であり、駆動周波数は最強のサブハーモニック応答を生成するために最適化されていることを示す。
また, フレキシブル時間結晶やスピン液相, 常磁性相, およびそれらの間の急激な量子相転移など, 様々な新しい動的相を示す。
Floquet四重項分割の有限サイズスケーリングは,DTC寿命が指数関数的にシステムサイズに変化することを示す。
我々の研究は、1次元で頑健で長寿命なDTCを実現するための新しいメカニズムを確立し、短期量子シミュレータにおける実験的な実現の道を開く。
この研究の動機は、多体局在に依存し、予熱あるいは有限寿命の台地のみを示す、障害に基づく安定化スキームの限界に起因している。
したがって、障害のないルートは非常に望ましい。
可積分系(またはフロケ可積分系)は、保存量と制限された散乱の広い集合が熱化チャネルを強く制限するため、魅力的な代替手段を提供する。
我々の構造は、これらの積分可能な制限と短距離NNNエンジニアリングを併用して、乱れた実現の未熟な不安定さを避けるために、クリーンで堅牢なDTCを生成する。
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