Nonlinear two-level dynamics of quantum time crystals.
Nonlinear two-level dynamics of quantum time crystals.
复制标题
DOI：
10.1038/s41467-022-30783-w
复制
发表时间：
2022-06-02
影响因子：
16.6
通讯作者：
Eltsov, V. B.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Autti, S.;Heikkinen, P. J.;Nissinen, J.;Makinen, J. T.;Volovik, G. E.;Zavyalov, V. V.;Eltsov, V. B.
时间晶体是在基态下进行周期性运动的宏观量子系统。在我们的实验中，两个由自旋波准粒子（磁振子）组成的耦合时间晶体形成了宏观二能级系统。这两个能级随时间演化，本质上是由非线性反馈决定的，使我们能够构建自发的两能级动力学。在跨越能级的过程中，磁振子在朗道-齐纳效应和拉比布居振荡的驱动下从地能级移动到激发能级。我们证明，磁振子时间晶体可以在单次实验中了解量子相干相互作用的各个方面和细节。我们的工作为在底层超流体系统中检测表面结合的马约拉纳费米子开辟了前景，并邀请相干磁振子现象的技术开发——甚至可能在室温下。最近的工作报道了超流体 3He 中磁振子玻色-爱因斯坦凝聚形式的时间晶体的实现。在这里，作者研究了一对此类量子时间晶体的动力学，并表明它非常类似于由非线性反馈修改的两能级系统的演化。
A time crystal is a macroscopic quantum system in periodic motion in its ground state. In our experiments, two coupled time crystals consisting of spin-wave quasiparticles (magnons) form a macroscopic two-level system. The two levels evolve in time as determined intrinsically by a nonlinear feedback, allowing us to construct spontaneous two-level dynamics. In the course of a level crossing, magnons move from the ground level to the excited level driven by the Landau-Zener effect, combined with Rabi population oscillations. We demonstrate that magnon time crystals allow access to every aspect and detail of quantum-coherent interactions in a single run of the experiment. Our work opens an outlook for the detection of surface-bound Majorana fermions in the underlying superfluid system, and invites technological exploitation of coherent magnon phenomena – potentially even at room temperature. Recent work has reported a realization of a time crystal in the form of the Bose-Einstein condensate of magnons in superfluid 3He. Here, the authors study the dynamics of a pair of such quantum time crystals and show that it closely resembles the evolution of a two-level system, modified by nonlinear feedback.
登录
查看更多内容
影响因子：
3.7
作者：
Autti, S.;Heikkinen, P. J.;Eltsov, V. B.
通讯作者：
Eltsov, V. B.
影响因子：
8.6
作者：
Autti, S.;Bunkov, Yu. M.;Volovik, G. E.
通讯作者：
Volovik, G. E.
影响因子：
4.2
作者：
Autti, S.;Heikkinen, P. J.;Eltsov, V. B.
通讯作者：
Eltsov, V. B.
影响因子：
2.8
作者：
Fisher, SN;Guénault, AM;Skyba, P
通讯作者：
Skyba, P
影响因子：
2
作者：
Heikkinen, P. J.;Autti, S.;Zavjalov, V. V.
通讯作者：
Zavjalov, V. V.