論文の概要: Topological inverse band theory in waveguide quantum electrodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.05481v2
• Date: Tue, 22 Aug 2023 05:21:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-23 14:56:39.850334
• Title: Topological inverse band theory in waveguide quantum electrodynamics
• Title（参考訳）: 導波路量子電磁力学における位相逆バンド理論
• Authors: Yongguan Ke, Jiaxuan Huang, Wenjie Liu, Yuri Kivshar, Chaohong Lee
• Abstract要約: トポロジカルフェーズは、光-物質相互作用の基礎物理学と量子技術の新たな応用において重要な役割を担っている。 本稿では、逆エネルギーバンドの概念を導入し、量子エミッタの配列を持つ導波路における解析的トポロジカル散乱を探索する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6036148576537623
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Topological phases play a crucial role in the fundamental physics of light-matter interaction and emerging applications of quantum technologies. However, the topological band theory of waveguide QED systems is known to break down, because the energy bands become disconnected. Here, we introduce a concept of the inverse energy band and explore analytically topological scattering in a waveguide with an array of quantum emitters. We uncover a rich structure of topological phase transitions, symmetric scale-free localization, completely flat bands, and the corresponding dark Wannier states. Although bulk-edge correspondence is partially broken because of radiative decay, we prove analytically that the scale-free localized states are distributed in a single inverse energy band in the topological phase and in two inverse bands in the trivial phase. Surprisingly, the winding number of the scattering textures depends on both the topological phase of inverse subradiant band and the odevity of the cell number. Our work uncovers the field of the topological inverse bands, and it brings a novel vision to topological phases in light-matter interactions.
• Abstract（参考訳）: 位相相は光-物質相互作用の基礎物理学と量子技術の新たな応用において重要な役割を果たす。 しかし、導波路QED系のトポロジカルバンド理論はエネルギーバンドが切断されるため、崩壊することが知られている。 本稿では、逆エネルギーバンドの概念を導入し、量子エミッタの配列を持つ導波路における解析的トポロジカル散乱を探索する。 位相相転移のリッチな構造、対称なスケールフリー局在、完全に平坦なバンド、対応するダークワニエ状態を明らかにする。 バルクエッジ対応は放射崩壊により部分的に破壊されているが、スケールフリーな局所状態は位相相の1つの逆エネルギー帯と自明な相の2つの逆バンドに分布していることが解析的に証明される。 驚くべきことに、散乱テクスチャの巻線数は、逆ラジアントバンドの位相位相と細胞数のオードビティの両方に依存する。 我々の研究は位相逆バンドの分野を解明し、光間相互作用の位相相に新しいビジョンをもたらす。

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