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零维玻色系统合成空间中涌现的非厄米局域化现象

量子物理 2023-01-10 v6 介观与纳米尺度物理

摘要

非厄米系统中的相变是前沿理论与实验研究的焦点。一方面,由于称为奇异点(EPs)的非厄米谱奇点的存在,宇称-时间(PT\cal PT-)与反-PT\cal PT-对称物理获得了日益增长关注。另一方面,非厄米系统中的拓扑与局域化转变揭示了新现象,例如非厄米趋肤效应以及常规体-边对应的缺失。以往绝大多数研究仅关注非厄米哈密顿量,其实现需要先验精细调谐的扩展晶格以展现拓扑与局域化转变现象。本工作中,我们展示非厄米局域化现象如何自然涌现于零维玻色系统(例如反-PT\cal PTPT\cal PT-对称量子二聚体)的合场矩空间中。这提供了在低维系统中模拟局域化转变的机会,而无需构建例如耦合腔或波导的复杂阵列。事实上,场矩运动方程可描述一个等效(准)粒子在一维(1D)合成晶格中运动。该合成场矩空间可展现由高度简并EPs存在所诱导的非平凡局域化现象,如非厄米趋肤效应。我们以一个反-PT\cal PT-对称双模系统为例证明我们的发现,其高阶场矩本征空间由具有Sylvester矩阵形式的合成一维非厄米哈密顿量模拟。我们的结果可在最先进的光学装置(如超导电路与环形谐振腔)中通过测量光子矩或关联函数直接验证。

关键词

引用

@article{arxiv.2110.15286,
  title  = {Emergent non-Hermitian localization phenomena in the synthetic space of zero-dimensional bosonic systems},
  author = {Ievgen I. Arkhipov and Fabrizio Minganti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.15286},
  year   = {2023}
}

备注

18 pages