トポロジカル系：オプトメカニクスによるボソンキタエフ鎖の実現

フェルミオンキタエフ鎖は、トポロジカルなマヨラナゼロモードを特徴とする標準的な模型である。今回我々は、これに類似したボソン模型を、ナノオプトメカニカルネットワークで実験的に実現したことを報告する。このネットワークでは、パラメトリックな相互作用によって、フェルミオンの場合のホッピングとp波対形成に類似した、ナノメカニカルモード間のビーム・スプリッター結合と2モード・スクイーズがそれぞれ誘起される。この特有の構造によって、ボソン系のダイナミクスと輸送に一連の特異な現象が生じる。我々は、直交依存性のカイラル増幅、系のサイズに伴う利得の指数関数的スケーリング、境界条件に対する強い感度を観測した。これらは全てボソンキタエフ鎖の独特な非エルミート性のトポロジカルな性質と関連している。我々は、相互作用の位相と振幅を制御することによって、トポロジカル相転移を調べ、豊かな動的相図を明らかにした。さらに我々は、小さな摂動に対して指数関数的に増強される応答を実験的に実証した。これらの結果は、フェルミオン系には対応するもののないボソンダイナミクスを示す物質の新しい合成相を実証しており、これによって、非エルミートトポロジーと、信号操作やセンシングへのその応用を調べる強力な系が確立された。

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