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物理学报ActaPhys.Sin.Vol.74,No.13(2025)134204

连续时间晶体周期性振荡的鲁棒性分析*

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李鸿霞李亭美王曾璞陈宇辉张向东

(北京理工大学物理学院,先进光电量子结构设计与测量教育部重点实验室,

纳米光子学与超精密光电系统北京市重点实验室,北京100081)

(2025年1月9日收到;2025年4月28日收到修改稿)

时间晶体是一种特殊的物质状态,是指多体系统在内部自组织的作用下,自发产生时间周期性振荡的现

象.近期,无需外部周期性驱动的连续时间晶体已在耗散固体材料中实现,并呈现出长时间稳定振荡的特性.

然而,在多体系统中,连续时间晶体的系统参数,包括原子间相互作用强度、均匀性、频率失谐以及驱动场强

度等,均呈现高度的复杂性和关联性.这些参数对连续时间晶体振荡周期形成的物理机制和耦合效应的影响

尚不明确.本文基于掺铒晶体中构建的连续时间晶体,通过理论分析揭示了时间晶体振荡周期与驱动光场强

度、偶极-偶极相互作用、原子间跃迁强度差异以及耗散系数之间的内在关联.研究表明,即便在这些参数动

态变化引起的扰动下,时间晶体的振荡周期仍展现出显著的鲁棒性.

关键词：连续时间晶体,多体系统,掺铒晶体,周期振荡,鲁棒性

PACS：42.65.Sf,03.67.–a,32.10.–f,32.80.QkDOI:10.7498/aps.74

CSTR：32037.14.aps.74

初始状态;它通常需要外部周期性驱动来诱导振

1前言荡[2,6–8,10].与之相对,连续时间平移对称性是指系

统状态在连续的时间平移下保持不变.连续时间晶

时间晶体是多体系统中一种特殊的状态,其核体体现了这种连续变化下的对称性破缺,无需外部

心特征是自发的时间周期性振荡.与传统晶体通过周期性驱动即可自主进入周期性运动状态[11–13].

原子间相互作用形成空间周期性结构类似,时间晶2017年,相关研究人员通过在封闭系统内引

[1–3]入外部周期性驱动的策略,于封闭量子态中成功构

体在时间维度上自发地呈现出周期性的运动.

[3,14]

时间晶体的概念由诺贝尔物理学奖得主弗兰