Period multiplication cascade at the order-by-disorder transition in uniaxial random field XY magnets
Period multiplication cascade at the order-by-disorder transition in uniaxial random field XY magnets
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单轴随机场 XY 磁体中有序无序转变的周期倍增级联
DOI：
10.1038/s41467-020-18270-6
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发表时间：
2020
影响因子：
16.6
通讯作者：
Carlson, E. W.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Basak, S.;Dahmen, K. A.;Carlson, E. W.
将单轴随机场添加到XY模型中会引起有序无序转变，其中XY磁体在垂直于单轴随机场的方向上产生自发磁化。在这里，我们使用模拟来探索这种相变相对于旋转驱动场的鲁棒性。我们发现有序-无序转变是鲁棒的，在有限的外加电场下是持续的。在临界驱动场强附近，出现时间晶体，其中极限环的周期成为驱动周期的整数倍。由于时间晶体的周期随系统尺寸的增大而增大，因此可以对时间晶体的周期进行工程设计。这个周期倍增级联是让人想起发生在无定形固体受到振荡剪切附近的塑性变形的发病，和周期分叉级联附近的非线性系统的混沌发病，这表明它是一个更大的一类现象的动力系统的过渡。应用包括磁体、电子向列学和量子气体。
The addition of uniaxial random fields to the XY model induces an order-by disorder transition, in which the XY magnet develops a spontaneous magnetization in the direction perpendicular to the uniaxial random field. Here, we use simulations to explore the robustness of this phase transition with respect to a rotating driving field. We find that the order-by-disorder transition is robust, persisting to finite applied field. In the vicinity of the critical driving field strength, a time crystal emerges, in which the period of the limit cycles becomes an integermultiple of the driving period. Becauseincreases with system size, the period of the time crystal can be engineered. This period multiplication cascade is reminiscent of that occuring in amorphous solids subject to oscillatory shear near the onset of plastic deformation, and of the period bifurcation cascade near the onset of chaos in nonlinear systems, suggesting it is part of a larger class of phenomena in transitions of dynamical systems. Applications include magnets, electron nematics, and quantum gases.
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