論文の概要: Measuring the Adiabatic Non-Hermitian Berry Phase in Feedback-Coupled Oscillators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.02700v1
• Date: Thu, 5 May 2022 15:12:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-14 06:10:29.811775
• Title: Measuring the Adiabatic Non-Hermitian Berry Phase in Feedback-Coupled Oscillators
• Title（参考訳）: フィードバック結合振動子における断熱的非エルミタンベリー位相の測定
• Authors: Yaashnaa Singhal, Enrico Martello, Shraddha Agrawal, Tomoki Ozawa, Hannah Price, and Bryce Gadway
• Abstract要約: 幾何学的ベリー位相は、巡回断熱進化の下での量子状態の挙動を理解するための鍵となる。 ここでは、断熱性非エルミタンベリー相の最初の実験的測定を行う。
• 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: The geometrical Berry phase is key to understanding the behaviour of quantum states under cyclic adiabatic evolution. When generalised to non-Hermitian systems with gain and loss, the Berry phase can become complex, and should modify not only the phase but also the amplitude of the state. Here, we perform the first experimental measurements of the adiabatic non-Hermitian Berry phase, exploring a minimal two-site $\mathcal{PT}$-symmetric Hamiltonian that is inspired by the Hatano-Nelson model. We realise this non-Hermitian model experimentally by mapping its dynamics to that of a pair of classical oscillators coupled by real-time measurement-based feedback. As we verify experimentally, the adiabatic non-Hermitian Berry phase is a purely geometrical effect that leads to significant amplification and damping of the amplitude also for non-cyclical paths within the parameter space even when all eigenenergies are real. We further observe a non-Hermitian analog of the Aharonov--Bohm solenoid effect, observing amplification and attenuation when encircling a region of broken $\mathcal{PT}$ symmetry that serves as a source of imaginary flux. This experiment demonstrates the importance of geometrical effects that are unique to non-Hermitian systems and paves the way towards the further studies of non-Hermitian and topological physics in synthetic metamaterials.
• Abstract（参考訳）: 幾何学的ベリー相は、巡回断熱進化下の量子状態の挙動を理解する上で鍵となる。 利得と損失を持つ非エルミート系に一般化されると、ベリー位相は複雑になり、位相だけでなく状態の振幅も修正すべきである。 ここでは、ハタノ・ネルソンモデルにインスパイアされた最小2サイト $\mathcal{PT}$-symmetric Hamiltonian を探索し、断熱的非エルミートベリー相の最初の実験的測定を行う。 実時間計測に基づくフィードバックを結合した一対の古典振動子にそのダイナミクスをマッピングすることで、この非エルミートモデルを実験的に実現する。 実験的に検証すると、断熱的な非エルミートベリー相は純粋に幾何学的な効果であり、すべての固有エネルギーが実数であってもパラメータ空間内の非巡回経路においても振幅の著しい増幅と減衰をもたらす。 我々はさらに、アハルノフ-ボムソレノイド効果の非エルミート的類似性を観測し、虚流束の源となる破れた$\mathcal{pt}$ 対称性の領域を囲むときの増幅と減衰を観測する。 この実験は、非エルミート系に特有の幾何学的効果の重要性を示し、合成メタマテリアルにおける非エルミート系およびトポロジカル物理学のさらなる研究への道を開く。

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