論文の概要: Discrete time crystals enabled by Floquet strong Hilbert space fragmentation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.14182v1
- Date: Tue, 16 Dec 2025 08:25:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-17 16:49:26.636714
- Title: Discrete time crystals enabled by Floquet strong Hilbert space fragmentation
- Title（参考訳）: フロッケ強ヒルベルト空間断片化による離散時間結晶の創製
- Authors: Ling-Zhi Tang, Xiao Li, Z. D. Wang, Dan-Wei Zhang,
- Abstract要約: 従来のDTC順序の周期的双曲応答を数値的に示し,複数周期応答を曲げ動的に発見する。
我々はFloquet演算子における磁化と磁壁数の近似保存を解析的に明らかにした。
我々の研究は、Floquet Hilbert空間の断片化を、非自明な時間秩序を非平衡量子多体系で維持するための無秩序なメカニズムとして確立している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.338774139481401
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Discrete time crystals (DTCs) are non-equilibrium phases of matter that break the discrete time-translation symmetry and is characterized by a robust subharmonic response in periodically driven quantum systems. Here, we explore the DTC in a disorder-free, periodically kicked XXZ spin chain, which is stabilized by the Floquet strong Hilbert space fragmentation. We numerically show the period-doubling response of the conventional DTC order, and uncover a multiple-period response with beating dynamics due to the coherent interplay of multiple $π$-pairs in the Floquet spectrum of small-size systems. The lifetime of the DTC order exhibits independence of the driving frequency and a power-law dependence on the ZZ interaction strength. It also grows exponentially with the system size, as a hallmark of the strong fragmentation inherent to the Floquet model. We analytically reveal the approximate conservation of the magnetization and domain-wall number in the Floquet operator for the emergent strong fragmentation, which is consistent with numerical results of the dimensionality ratio of symmetry subspaces. The rigidity and phase regime of the DTC order are identified through finite-size scaling of the Floquet-spectrum-averaged mutual information, as well as via dynamical probes. Our work establishes the Floquet Hilbert space fragmentation as a disorder-free mechanism for sustaining nontrivial temporal orders in out-of-equilibrium quantum many-body systems.
- Abstract（参考訳）: 離散時間結晶(DTCs)は、離散時間変換対称性を破る物質の非平衡相であり、周期的に駆動される量子系における頑健なサブハーモニック応答によって特徴づけられる。
ここでは、Floquet強ヒルベルト空間の断片化によって安定化される、乱れのない周期的に蹴られたXXZスピンチェーンでDTCを探索する。
従来のDTC順序の周期的双曲応答を数値的に示し、小型システムのフロケスペクトルにおける複数の$π$ペアのコヒーレントな相互作用により、ビーティングダイナミクスによる多重周期応答を明らかにする。
DTCオーダーの寿命は、駆動周波数の独立性を示し、ZZ相互作用強度に依存する。
また、Floquetモデル固有の強い断片化の指標として、システムサイズとともに指数関数的に成長する。
本研究では,Floquet演算子における磁化と磁壁数の近似保存を解析的に明らかにし,対称性部分空間の次元比の数値計算結果と一致した。
DTCオーダーの剛性と位相状態は、フロケスペクトル平均相互情報の有限サイズスケーリングと動的プローブによって同定される。
我々の研究は、Floquet Hilbert空間の断片化を、非自明な時間秩序を非平衡量子多体系で維持するための無秩序なメカニズムとして確立している。
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