控制回音壁双模的避免频率交叉：光子玻色子与自旋自由度之间的强耦合

磁场中电子自旋相互作用的各种组合使我们能够控制高 Q 值回音壁（WG）腔模双模的共振频率，从而精确测量构成该双模的两个模式之间的避免交叉。我们表明，共振光子有效表现为自旋-$\frac{1}{2}$ 粒子，且双模现象的物理起源来自于光子自旋角动量态之间的能级劈裂。我们强调了光子自旋在劈裂模式频率中的排他性作用，并证明了支持 WG 模式的晶体介质的回转和各向异性性质导致了腔光子的玻色子与自旋自由度之间的强耦合。尽管展示了与 Jaynes-Cummings 型系统的相似性，由于系统的线性特征，该模式双模系统表现出显著差异。与处理场与物质相互作用的传统实验不同，这里的晶体介质起到了宏观对称性破缺的作用，协助实现了这些光子自由度之间的强耦合。我们通过一种有效控制光子自旋态的方法在实验上展示了这种机制。我们的实验首次展示了高 $Q$ 腔中可控的时间反演对称性破缺。