論文の概要: Floquet scars and prethermal fragmentation in a driven spin-one chain

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.06111v1
• Date: Fri, 06 Mar 2026 10:08:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-09 13:17:45.504838
• Title: Floquet scars and prethermal fragmentation in a driven spin-one chain
• Title（参考訳）: 駆動スピンワン鎖における浮き傷と予熱破砕
• Authors: Krishanu Ghosh, Diptiman Sen, K. Sengupta,
• Abstract要約: スピン鎖のハミルトニアンには、熱力学的に多数の$Z$値保存量が存在する。 与えられたセクター内のこの鎖のフロケダイナミクスを、固定値$W_ell$で調べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study the periodic dynamics of a spin-one chain driven using a square-pulse protocol with amplitude $Q_0$ and frequency $ω_D$. The Hamiltonian of the spin chain hosts a thermodynamically large number of $Z_2$-valued conserved quantities $W_{\ell}$ on the links $\ell$. This allows us to study the Floquet dynamics of this chain within a given sector with fixed values of $W_{\ell}$. For the sector with all $W_{\ell}=1$, we find signatures of quantum many-body scar states for $\hbar ω_D \gg Q_0$; they lead to oscillatory dynamics and fidelity revival for specific initial states. Upon lowering $ω_D$, we find an ergodic regime exhibiting fast thermalization consistent with the prediction of the (Floquet) eigenstate thermalization hypothesis. In addition, we identify special drive frequencies $ω_n^{\ast}= Q_0/(2n \hbar)$ (where $n = 1, 2, 3, \cdots$) at which the Floquet Hamiltonian exhibits prethermal strong Hilbert space fragmentation (HSF) with the largest fragment being ergodic; in contrast, a weak HSF is found at $ω'_n= Q_0/[\hbar(2n+1)]$ (where $n = 0, 1, 2, \cdots$). We also study the sector with $W_{\ell} =\{\cdots 1,1,-1,1,1,-1 \cdots \}$ which shows strong HSF at $ω_n^{\ast}$ but no fragmentation at $ω'_n$. Our analysis indicates that the strong HSF in this sector harbors an integrable largest fragment. We provide numerical support for our analytical and perturbative results using exact-diagonalization (ED) studies on finite chains of length $L\le 24$. Our numerical results for entanglement entropy, fidelity, and correlation functions of the driven chain provide definitive signatures of prethermal strong HSF for both sectors.
• Abstract（参考訳）: 周波数がQ_0$,周波数がω_D$の正方形パルスプロトコルを用いて,スピンワンチェーンを駆動する周期的ダイナミクスについて検討する。 スピン鎖のハミルトニアンは、熱力学的に多数の$Z_2$値保存量$W_{\ell}$を、リンク$\ell$上にホストする。 これにより、与えられたセクター内のこの鎖のフロケダイナミクスを$W_{\ell}$の固定値で研究することができる。 すべての$W_{\ell}=1$のセクターに対して、$\hbar ω_D \gg Q_0$の量子多体スカー状態のシグネチャが見つかる。 ω_D$を下げると、(フロケ)固有状態熱化仮説の予測と一致した高速な熱化を示すエルゴード状態が見つかる。 さらに、特別な駆動周波数 $ω_n^{\ast}= Q_0/(2n \hbar)$ (ここでは$n = 1, 2, 3, \cdots$) と、フロケ・ハミルトニアン (Floquet Hamiltonian) がエルゴディック(英語版) (ergodic) である前熱強いヒルベルト空間の断片化 (HSF) を示すが、対照的に、弱 HSF は $ω'_n= Q_0/[\hbar(2n+1)]$ (ここで$n = 0, 1, \cdots$) で見つかる。 W_{\ell} =\{\cdots 1,1,-1,1,-1 \cdots \}$ は$ω_n^{\ast}$ の強い HSF を示すが、$ω'_n$ の断片化はない。 我々の分析によると、このセクターの強いHSFには、積分可能な最大のフラグメントがある。 解析的および摂動的な結果に対する数値的支援として,長さがL\le 24$の有限鎖に関する厳密な対角化 (ED) 研究を用いる。 駆動鎖の絡み合いエントロピー, 忠実度, 相関関数の数値計算結果から, 両分野とも予熱強度HSFの確定的な特徴が得られた。

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