論文の概要: Third-order exceptional line in a nitrogen-vacancy spin system

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.09690v1
• Date: Thu, 18 Jan 2024 02:42:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-19 18:14:18.458350
• Title: Third-order exceptional line in a nitrogen-vacancy spin system
• Title（参考訳）: 窒素空洞スピン系における3次例外線
• Authors: Yang Wu, Yunhan Wang, Xiangyu Ye, Wenquan Liu, Zhibo Niu, Chang-Kui Duan, Ya Wang, Xing Rong and Jiangfeng Du
• Abstract要約: 非ハーミティー性から引き起こされた例外点(EP)は、例外的なノイズトポロジー、一方向の視認性、単一モードラシング、感度向上、エネルギー収穫のような豊富な現象をもたらす。 近年、高次EP測地はスタンドアローン高次EPよりもリッチな現象と利点をもたらすと予測されている。 複数の対称性を導入することで、3階の例外線(EL)の出現は、ダイヤモンド中の窒素空孔中心の1つの電子スピンで達成された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.88459291396421
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The exceptional points (EPs) aroused from the non-Hermiticity bring rich phenomena, such as exceptional nodal topologies, unidirectional invisibility, single-mode lasing, sensitivity enhancement and energy harvesting. Isolated high-order EPs have been observed to exhibit richer topological characteristics and better performance in sensing over 2nd-order EPs. Recently, high-order EP geometries, such as lines or rings formed entirely by high order EPs, are predicted to provide richer phenomena and advantages over stand-alone high-order EPs. However, experimental exploration of high-order EP geometries is hitherto beyond reach due to the demand of more degrees of freedom in the Hamiltonian's parameter space or a higher level of symmetries. Here we report the observation of the third-order exceptional line (EL) at the atomic scale. By introducing multiple symmetries, the emergence of the third-order EL has been successfully realized with a single electron spin of nitrogen-vacancy center in diamond. Furthermore, the behaviors of the EP structure under different symmetries are systematically investigated. The symmetries are shown to play essential roles in the occurrence of high-order EPs and the related EP geometries. Our work opens a new avenue to explore high-order EP-related topological physics at the atomic scale and to the potential applications of high-order EPs in quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: 例外点 (eps) は非遺伝性から引き起こされ、例外的ノードトポロジー、一方向の可視性、単一モードラッシング、感度向上、エネルギー収穫といったリッチな現象をもたらす。 分離された高次EPは2次EPよりもリッチなトポロジカルな特徴と優れた性能を示す。 近年,高次EPが生成する線や環などの高次EPジオメトリは,スタンドアローン高次EPよりもリッチな現象や利点をもたらすと予測されている。 しかし、ハミルトニアンのパラメータ空間におけるより多くの自由度やより高い対称性の要求により、高次EP測地の実験的な探索は到達範囲を超えている。 本稿では,原子スケールでの3次例外線(el)の観測について報告する。 複数の対称性を導入することで、3階ELの出現は、ダイヤモンド中の窒素空孔中心の1つの電子スピンで達成された。 さらに,異なる対称性下でのEP構造の挙動を系統的に検討した。 これらの対称性は高次EPと関連するEPジオメトリの発生に不可欠な役割を担っている。 我々の研究は、原子スケールでの高次EP関連トポロジー物理学と、量子技術における高次EPの潜在的応用を探求する新たな道を開く。

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