非厄米系统中通过光学模拟展示虚质量粒子
光学
2020-11-18 v1
摘要
狄拉克方程统一了量子力学与狭义相对论,描述了相对论性量子粒子的行为,包括超光速的虚质量粒子(如快子)。然而,迄今对此类粒子的实验搜寻均为阴性。幸运的是,存在利用可控系统进行量子模拟以研究相对论性量子效应的可能。然而,这些模拟大多在封闭物理系统中探索,阻碍了虚质量粒子的展示,而一般开放框架将在量子模拟中提供更多的可能性。在此,我们揭示虚质量粒子的动力学行为可映射到非厄米硅光学晶格中的波包传输。我们实验展示了快子的超发散动力学,其比无质量粒子(如光子)运动更快。此外,我们的模拟提示了另一种极少被探索的虚质量粒子,其展现出具有虚能量的非发散行为。这是首个能够观测到实验上从未被证实的虚质量粒子的实验量子模拟。我们的工作提供了一个完全可控且可扩展的平台,用于在芯片尺度上研究相对论性量子现象,这将启发更多关于非厄米性量子效应的深入探索。
引用
@article{arxiv.2011.08496,
title = {Demonstration of imaginary-mass particles by optical simulation in non-Hermitian systems},
author = {Wange Song and Shenglun Gao and Hanmeng Li and Chen Chen and Shengjie Wu and Shining Zhu and Tao Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.08496},
year = {2020}
}
备注
3 figures