論文の概要: Discovery of a non-Hermitian phase transition in a bulk condensed-matter system

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.16012v1
• Date: Fri, 20 Dec 2024 16:03:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-24 15:55:56.119932
• Title: Discovery of a non-Hermitian phase transition in a bulk condensed-matter system
• Title（参考訳）: バルク凝縮物質系における非エルミート相転移の発見
• Authors: Jingwen Li, Michael Turaev, Masakazu Matsubara, Kristin Kliemt, Cornelius Krellner, Shovon Pal, Manfred Fiebig, Johann Kroha,
• Abstract要約: バルク凝縮物質系における非エルミート相転移を実現する。 エルミート遷移と強磁性秩序との温度依存性の相互作用では、緩和ダイナミクスの非エルミート変化が起こる。 我々の理論は、大規模な凝縮物質系に対する非エルミート相転移を予測する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4436722857763085
• License:
• Abstract: Phase transitions are fundamental in nature. A small parameter change near a critical point leads to a qualitative change in system properties. Across a regular phase transition, the system remains in thermal equilibrium and, therefore, experiences a change of static properties, like the emergence of a magnetisation upon cooling a ferromagnet below the Curie temperature. When driving a system far from equilibrium, novel, otherwise inaccessible quantum states of matter may arise. Such states are typically non-Hermitian, that is, their dynamics break time-reversal symmetry, a basic law of equilibrium physics. Phase transitions in non-Hermitian systems are of fundamentally new nature in that the dynamical behaviour rather than static properties may undergo a qualitative change at a critical, here called exceptional point. Here we experimentally realize a non-Hermitian phase transition in a bulk condensed-matter system. Optical excitation creates charge carriers in the ferromagnetic semiconductor EuO. In a temperature-dependent interplay with the Hermitian transition to ferromagnetic order, a non-Hermitian change of the relaxation dynamics occurs, manifesting in our time-resolved reflection data as a transition from bi-exponential real to single-exponential complex decay. Our theory models this behavior and predicts non-Hermitian phase transitions for a large class of condensed-matter systems, where they may be exploited to sensitively control bulk-dynamic properties.
• Abstract（参考訳）: 相転移は本質的に基本的なものである。 臨界点付近の小さなパラメータの変化は、システムの特性の質的な変化につながる。 定期的な相転移の間、系は熱平衡のままであり、キュリー温度以下で強磁性体を冷却する際の磁化の出現のような静的性質の変化を経験する。 平衡から遠く離れた系を駆動する場合、新しい、そうでなければ到達不能な物質の量子状態が発生する可能性がある。 そのような状態は典型的には非エルミート的であり、その力学は平衡物理学の基本法則である時間反転対称性を破る。 非エルミート系の相転移は基本的に新しい性質であり、静的な性質よりも動的挙動が臨界点において定性的変化を起こす可能性がある。 ここではバルク凝縮マッター系における非エルミタン相転移を実験的に実現する。 光励起は強磁性半導体EuOに電荷キャリアを生成する。 エルミート遷移と強磁性秩序との温度依存性の相互作用では、緩和ダイナミクスの非エルミート変化が起こり、時間分解されたリフレクションデータに、双指数実数から単指数複素崩壊への遷移として現れる。 我々の理論は、この挙動をモデル化し、大規模な凝縮マター系の非エルミート相転移を予測し、バルク力学特性を敏感に制御するために利用することができる。

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