复杂非厄米系统中散射奇异点的新颖拓扑与调控
介观与纳米尺度物理
2025-04-28 v2 混沌动力学
光学
摘要
在复杂非厄米环境中控制波散射是一个引人入胜的课题——常挑战研究者的创造力并激发公众的想象。成功成果包括隐身斗篷、波前整形方案、有源超表面开发等。这些成就的核心在于我们调控底层物理结构共振谱的能力，传统上通过精心施加几何和/或动力学对称性来实现。相反，通过在缺乏人工几何对称性的复杂散射环境中主动控制边界条件，我们通过微波实验展示了调控散射算符谱的能力。该主动控制能够在二维(2D)参数空间中创建、消除和重定位异常点简并(EPD)。EPD的存在标志着散射本征模式的合并，极大影响输运。散射EPD被划分于以二元电荷及整数卷绕数为特征的区域中，在二维参数空间中拓扑稳定，并在彼此相互作用时遵循卷绕数守恒律，即便在洛伦兹互易性被破坏的情况下亦然；此时拓扑域被破坏。该认识的引申是提出了一种独特的输入幅度和相位不敏感的50:50同相/正交(I/Q)功率分配器。我们的研究朝复杂非厄米环境中散射过程的完全控制迈出了重要一步。
引用
@article{arxiv.2411.01069,
title = {Novel Topology and Manipulation of Scattering Singularities in Complex non-Hermitian Systems},
author = {Jared Erb and Nadav Shaibe and Robert Calvo and Daniel Lathrop and Thomas Antonsen and Tsampikos Kottos and Steven M. Anlage},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.01069},
year = {2025}
}