論文の概要: Non-reciprocal energy transfer through the Casimir effect

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.12857v2
• Date: Sat, 29 May 2021 16:53:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-09 22:50:27.540125
• Title: Non-reciprocal energy transfer through the Casimir effect
• Title（参考訳）: カシミール効果による非逆エネルギー移動
• Authors: Zhujing Xu, Xingyu Gao, Jaehoon Bang, Zubin Jacob, Tongcang Li
• Abstract要約: 量子電磁ゆらぎは、カシミール効果として知られる中性物体間の測定可能な力を引き起こす。 ここでは、2つのマイクロメカニカル振動子間の量子真空による非相互エネルギー移動を報告する。 我々の研究は、ナノスケールでのエネルギー移動を制御するために量子真空揺らぎを利用するための重要な発展である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8409310270487538
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A fundamental prediction of quantum mechanics is that there are random fluctuations everywhere in a vacuum because of the zero-point energy. Remarkably, quantum electromagnetic fluctuations can induce a measurable force between neutral objects, known as the Casimir effect, which has attracted broad interests. The Casimir effect can dominate the interaction between microstructures at small separations and has been utilized to realize nonlinear oscillation, quantum trapping, phonon transfer, and dissipation dilution. However, a non-reciprocal device based on quantum vacuum fluctuations remains an unexplored frontier. Here we report quantum vacuum mediated non-reciprocal energy transfer between two micromechanical oscillators. We modulate the Casimir interaction parametrically to realize strong coupling between two oscillators with different resonant frequencies. We engineer the system's spectrum to have an exceptional point in the parameter space and observe the asymmetric topological structure near it. By dynamically changing the parameters near the exceptional point and utilizing the non-adiabaticity of the process, we achieve non-reciprocal energy transfer with high contrast. Our work represents an important development in utilizing quantum vacuum fluctuations to regulate energy transfer at the nanoscale and build functional Casimir devices.
• Abstract（参考訳）: 量子力学の基本的な予測は、ゼロ点エネルギーのため真空中の至るところにランダムな変動があるということである。 驚くべきことに、量子電磁揺らぎは、カシミール効果として知られる中性物体間の測定可能な力を引き起こす可能性がある。 カシミール効果は、小さな分離時のミクロ構造間の相互作用を支配し、非線形発振、量子トラップ、フォノン転移、散逸希釈を実現するために利用されてきた。 しかし、量子真空ゆらぎに基づく非相対的デバイスは未開拓のフロンティアである。 ここでは、2つのマイクロメカニカル振動子間の量子真空による非相互エネルギー移動を報告する。 共振周波数の異なる2つの発振器間の強い結合を実現するために、パラメトリックなカシミール相互作用を変調する。 パラメータ空間に例外点を持つようにシステムのスペクトルを設計し、その近傍の非対称な位相構造を観察する。 例外点近傍のパラメータを動的に変化させ,その過程の非断熱性を利用することで,高コントラストで非相反エネルギー移動を実現する。 本研究は,ナノスケールでのエネルギー移動を制御し,機能的カシミールデバイスを構築するために,量子真空ゆらぎを利用するための重要な進展を示す。

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