論文の概要: Emergent spin-orbit coupling through photon transport in chiral geometries

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.07231v3
• Date: Mon, 5 Jun 2023 20:30:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-07 21:05:58.316788
• Title: Emergent spin-orbit coupling through photon transport in chiral geometries
• Title（参考訳）: キラル幾何学における光子輸送による創発的スピン軌道結合
• Authors: Jonah S. Peter, Stefan Ostermann, Susanne F. Yelin
• Abstract要約: キラリティ(英: Chirality)は、ミラー対称性の欠如を表す幾何学的性質である。 キラル系は自然界においてユビキタスであり、複雑な生体分子からトポロジカル物質まで様々な系で観測される非相互相互作用と関連している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Chirality, or handedness, is a geometrical property denoting a lack of mirror symmetry. Chiral systems are ubiquitous in nature and are associated with the non-reciprocal interactions observed in systems ranging from complex biomolecules to topological materials. Here, we demonstrate that chiral arrangements of dipole-coupled atoms or molecules can facilitate the unidirectional transport of helical photonic excitations without breaking time-reversal symmetry. We show that such helicity dependent photonic transport stems from an emergent spin-orbit coupling induced by the chiral setup, which in turn, results in nontrivial topological properties. We also examine the effects of collective dissipation on the dynamics and find that many-body coherences lead to helicity dependent photon emission: an effect we call helical superradiance. Our results demonstrate an intimate connection between chirality, topology, and photon helicity that may contribute to molecular photodynamics in nature and could be probed with near-term quantum simulators.
• Abstract（参考訳）: キラリティ(英: Chirality)は、ミラー対称性の欠如を表す幾何学的性質である。 キラル系は自然界においてユビキタスであり、複雑な生体分子からトポロジカル物質までのシステムで観測される非相互相互作用と関連している。 本稿では,双極子結合原子や分子のキラル配置が,時間反転対称性を破ることなくヘリカルフォトニック励起の一方向輸送を促進することを実証する。 このようなヘリシティ依存性のフォトニック輸送は、キラルセットアップによって誘導される創発的スピン軌道結合に由来することが示され、結果として非自明なトポロジー特性が生じる。 また,集団散逸が動力学に与える影響を考察し,多体コヒーレンスがヘリシティ依存光子放出を引き起こすことを見出した。 以上の結果から, キラリティ, トポロジー, 光子ヘリシティの密接な関係が示され, 自然界の分子光力学に寄与し, 短期量子シミュレーターで調べることができる。

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