論文の概要: Chirality Dependent Photon Transport and Helical Superradiance

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.07231v4
• Date: Wed, 15 Nov 2023 19:00:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-17 22:58:28.924880
• Title: Chirality Dependent Photon Transport and Helical Superradiance
• Title（参考訳）: キラリティー依存光子輸送とヘリカル超放射
• Authors: Jonah S. Peter, Stefan Ostermann, and 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。 キラル性は本質的にユビキタスであり、複雑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. Chirality is ubiquitous in nature and is associated with the non-reciprocal interactions observed in complex systems ranging from 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 transport stems from an emergent spin-orbit coupling induced by the chiral geometry, which results in nontrivial topological properties. We also examine the effects of collective dissipation 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。 キラリティは自然界においてユビキタスであり、生体分子からトポロジカル物質まで複雑な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輸送は、カイラル幾何学によって引き起こされるスピン軌道結合に起因し、非自明な位相的性質をもたらす。 また,集団散逸の効果を考察し,多体コヒーレンスがヘリシティ依存光子放出を導くことを見出した。 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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