ナノスケールデバイス：オプトメカニカルに誘起されたスクイージングによる非エルミート・カイラルフォノニクス

物理系にカイラリティーを付与することによって、アハラノフ–ボーム効果や、対称性を破る磁場における電子のトポロジカル量子ホール相などの、非従来型のエネルギー流や応答が生じる。最近、その原理と破れたエルミート性を組み合わせて新しいトポロジカル相やトポロジカル応用を探索することに大きな関心が集まっている。今回我々は、時間反転対称性の破れの制御と非エルミートダイナミクスを組み合わせたときに形成される独特な対称性とダイナミクスを示すフォノニック状態について報告する。時間反転対称性の破れと非エルミートダイナミクスはいずれも、小型ナノオプトメカニカル・ネットワークにおける時間変調放射圧力を通して誘起された。我々は、人工次元における機械共振器間のカイラルエネルギー流と、それらの固有モードのアハラノフ–ボーム調整を観測した。また、粒子非保存スクイージング相互作用を導入することにより、力学的準粒子がパラメトリック利得を得るリング状ネットワークにおいて非エルミート・アハラノフ–ボーム効果が観測された。得られた複素モードスペクトルは、スクイージングのフラックス調整、例外点、不安定性、一方向フォノニック増幅を示している。この豊かな現象は、新しい非エルミート・トポロジカル・ボソン相の探索や、時空間的対称性の破れを利用したセンシングや輸送への応用の方法を指し示している。

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