論文の概要: Annihilation of exceptional points from different Dirac valleys in a 2D
photonic system
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.06621v1
- Date: Mon, 13 Dec 2021 13:04:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-04 16:52:23.111165
- Title: Annihilation of exceptional points from different Dirac valleys in a 2D
photonic system
- Title（参考訳）: 2次元フォトニック系における異なるディラック谷からの例外点の消滅
- Authors: M. Kr\'ol, I. Septembre, P. Oliwa, M. K\k{e}dziora, K.
{\L}empicka-Mirek, M. Muszy\'nski, R. Mazur, P. Morawiak, W. Piecek, P. Kula,
W. Bardyszewski, P. G. Lagoudakis, D. D. Solnyshkov, G. Malpuech, B.
Pi\k{e}tka, J. Szczytko
- Abstract要約: 位相物理学は、位相電荷を持つハミルトンの固有状態特異点の存在に依存している。
反対電荷を持つ2次元ディラック点の特異性は実験的に報告されている。
異なるディラック点から発行される2次EPの消滅を観察する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Topological physics relies on the existence of Hamiltonian's eigenstate
singularities carrying a topological charge, such as quantum vortices, Dirac
points, Weyl points and -- in non-Hermitian systems -- exceptional points
(EPs), lines or surfaces. They appear only in pairs connected by a Fermi arc
and are related to a Hermitian singularity, such as a Dirac point. The
annihilation of 2D Dirac points carrying opposite charges has been
experimentally reported. It remained elusive for Weyl points and second order
EPs terminating different Fermi arcs. Here, we observe the annihilation of
second order EPs issued from different Dirac points forming distinct valleys.
We study a liquid crystal microcavity with voltage-controlled birefringence and
TE-TM photonic spin-orbit-coupling. Two neighboring modes can be described by a
two-band Hermitian Hamiltonian showing two topological phases with either two
same-sign or four opposite-sign Dirac points (valleys). Non-Hermiticity is
provided by polarization-dependent losses, which split Dirac points into pairs
of EPs, connected by Fermi arcs. We measure their topological charges and
control their displacement in reciprocal space by increasing the
non-Hermiticity degree. EPs of opposite charges from different valleys meet and
annihilate, connecting in a closed line the different Fermi arcs. This
non-Hermitian topological transition occurs only when the Hermitian part of the
Hamiltonian is topologically trivial (with four valleys), but is distinct from
the Hermitian transition. Our results offer new perspectives of versatile
manipulation of EPs, opening the new field of non-Hermitian valley-physics.
- Abstract（参考訳）: 位相物理学は、量子渦、ディラック点、ワイル点、および非エルミート系における例外点(eps)、線、曲面のような位相電荷を持つハミルトンの固有状態特異点の存在に依存する。
これらはフェルミ弧で結ばれた対にのみ現れ、ディラック点のようなエルミート特異点と関連している。
対向電荷を持つ2次元ディラック点の消滅は実験的に報告されている。
ワイル点と第2次EPが異なるフェルミ弧を終端した。
ここでは,異なる谷を形成するディラック点から発行される2次epの消滅を観察する。
電圧制御複屈折とte-tmフォトニックスピン軌道結合を有する液晶マイクロキャビティについて検討した。
2つの隣接モードは、2つの同一符号または4つの反対符号ディラック点(ヴァレー)を持つ2つの位相位相相を示す2バンドのエルミート・ハミルトニアンによって記述できる。
非エルミティティティは、ディラック点をフェルミ弧で繋がれた1対のepに分割する分極依存損失によって与えられる。
位相電荷を測定し,非エルミティキシー度を増加させることで相互空間の変位を制御する。
異なる谷からの反対の電荷のepは交わり、消滅し、異なるフェルミ弧を閉じた線で繋ぐ。
この非エルミート的トポロジカル遷移は、ハミルトニアンのエルミート的部分が(4つの谷を持つ)位相的に自明な場合にのみ起こるが、エルミート的トポロジカル遷移とは異なっている。
この結果はEPの多角的操作の新しい視点を提供し、非エルミート渓谷物理の新しい分野を開拓する。
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