Дослідники показали, що для вивчення кристалів дискретного часу можна використовувати класичні підходи замість більш складних квантових.
Вчені показали, що досліджувати такі складні системи, як кристали часу, можна без складних квантових методів - досить класичних моделей
Вперше передбачені в 2012 році, кристали дискретного часу (discrete time crystals/DTC) відкрили нову область досліджень і були вивчені як в теорії, так і в низці експериментів. Крім стандартних систем фізики досліджували і так звані «передтермічні» кристали часу - це відносно прості в реалізації системи, які нагріваються не так швидко, як можна було б очікувати, ґрунтуючись на їх структуре. Замість цього поведінка таких систем залежить від часу: чим частіше їх структура порушується ззовні (наприклад, при нагріванні), тим довше вони зберігають стабільність.
DTC - це дуже складні фізичні системи, і нам ще багато що належить дізнатися про їх незвичайні властивості. Подібно до того, як стандартний кристал порушує трансляційну симетрію, тому що його структура не скрізь однакова в просторі, DTC порушують тимчасову трансляційну симетрію, тому що при періодичному «струсуванні» через певні інтервали часу структура такої системи змінюється. Досі фізики знали про такі кристали досить мало через складність квантових методик, що використовуються для їх опису.
Автори нової роботи виявили, що для передтермічних DTC вони можуть уникнути використання надмірно складних квантових підходів і замість цього застосовувати набагато більш доступні класично. Таким чином, дослідники можуть моделювати ці явища набагато краще і швидше. Наприклад, тепер фізики можуть моделювати набагато більше елементарних складових, отримуючи доступ до сценаріїв, найбільш підходящих для експериментів, наприклад, у двох і трьох вимірах.
Використовуючи комп'ютерне моделювання, автори вивчили безліч змін у системі, які відбуваються під дією періодичного магнітного поля. Це поле було свого роду порушником порядку в системі, який «струсив» кристал і забезпечував порушення його симетрії в часі. Для цього вчені використовували класичну гамільтонову динаміку. Отримана динаміка чітко і ясно продемонструвала властивості передтермічних кристалів часу: протягом тривалого часу намагніченість системи коливається з більшим періодом, ніж має початкове магнітне поле. Робота допоможе дослідити ці загадкові фізичні системи більш докладно і просто.
Стаття вчених буде опублікована в журналі Physical Review Letters.