合成非阿贝尔规范场中的拓扑量子电动力学
光学
2026-03-03 v1 介观与纳米尺度物理
量子物理
摘要
量子电动力学 (QED) 是一个以阿贝尔对称性描述光-物质相互作用的基石框架，构建了合成非阿贝尔规范场的利用作为一个根本且尚未开启的前沿。本文在非阿贝尔光子晶格中嵌入的量子发射器的光-物质相互作用中，发展了一般理论。基于超越连续谱极限的非阿贝尔兰道加扰动态的解析解，我们揭示了由选择性耦合发生器与自旋-动量锁定能带之间实现的手性光子发射和具有突现非惠性的涡旋。当与阿贝尔和非阿贝尔磁场共存时，发射器与兰道加扰动轨道混合形成携带定量角动量的自旋偏极化、压缩的兰道加极化子，其 Rabi 频率可通过兰道水平和拟旋相互作用进行调节。多发射器动力学进一步表现出由非镜像晶体对称性诱导的实空间错位相支配的集体现象。这些结果将非阿贝尔物理与量子光学相连接，并确立非阿贝尔规范场作为合成拓扑量子态、角动量传递以及控制 QED 系统中光子中介关联的灵活工具，相关性适用于量子模拟和手性量子光网络应用。
引用
@article{arxiv.2508.07669,
title = {Topological quantum electrodynamics in synthetic non-Abelian gauge fields},
author = {Qinan Huang and Bengy T. T. Wong and Zehai Pang and Xudong Zhang and Zeling Chen and Yi Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.07669},
year = {2026}
}
备注
9 pages, 5 figures