論文の概要: Controlling complex dynamics with synthetic magnetism in optomechanical systems: A route to enhanced sensor performance
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.12336v2
- Date: Sat, 05 Jul 2025 09:30:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-08 15:46:34.236193
- Title: Controlling complex dynamics with synthetic magnetism in optomechanical systems: A route to enhanced sensor performance
- Title（参考訳）: 光力学系における複合力学と合成磁性の制御:センサ性能向上への道
- Authors: Deivasundari Muthukumar, Stella Rolande Mbokop Tchounda, Sifeu Takougang Kingni, Karthikeyan Rajagopal, Serge Guy Nana Engo,
- Abstract要約: 位相依存相互作用によって相互接続された2つのメカニカル共振器に結合した光学キャビティを特徴とする光学系の複素非線形ダイナミクスについて検討する。
以上の結果から,不安定性(2つの定常状態の共存)や自励発振,隠れ誘引,カオスといった複雑な誘引器の出現など,ダイナミクスの豊富なスペクトルが明らかとなった。
調整可能な不安定性とセンシティブなカオスレジームの存在は、実用的な応用に重要な可能性を秘めている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.20616237122336117
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: This paper investigates the complex nonlinear dynamics of an optomechanical system featuring an optical cavity coupled to two mechanical resonators interconnected by a phase-dependent interaction. We specifically explore the role of this phase-dependent phonon hopping as a mechanism for generating synthetic gauge fields without relying on gain-loss or PT-symmetric elements, offering a potentially more robust approach to manipulate mechanical energy transfer. By deriving the semiclassical dynamical equations, we map out the system's behavior across different parameter regimes. Our findings reveal a rich spectrum of dynamics, including bistability (coexistence of two steady states) and the emergence of complex attractors such as self-excited oscillations, hidden attractors, and chaos. We demonstrate how controlling system parameters, particularly the mechanical coupling phase and optical drive, allows for tunability between these distinct dynamical states. The presence of tunable bistability and sensitive chaotic regimes offers significant potential for practical applications. Specifically, we discuss how these controlled dynamics could be leveraged for state-switching in optical information processing and for enhancing sensitivity in advanced sensor technologies through chaos-based mechanisms. This work deepens our understanding of how synthetic gauge fields, generated via phase-dependent interactions, can sculpt the nonlinear dynamics of optomechanical systems, providing a pathway toward designing robust and tunable devices for signal processing, communication, and sensing.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,2つの機械共振器を位相依存性の相互作用で結合した光学キャビティを特徴とする光学系の複素非線形ダイナミクスについて検討する。
具体的には、この位相依存フォノンホッピングが、ゲインロスやPT対称要素に頼らずに合成ゲージ場を生成するメカニズムとしての役割を解明し、機械的エネルギー移動を操作するためのより堅牢なアプローチを提供する。
半古典力学方程式を導出することにより、システムの振る舞いをパラメータの異なる状態にマップアウトする。
以上の結果から,不安定性(2つの定常状態の共存)や自励発振,隠れ誘引,カオスといった複雑な誘引器の出現など,ダイナミクスの豊富なスペクトルが明らかとなった。
本稿では,システムパラメータ,特に機械的結合位相と光駆動の制御が,これらの異なる動的状態間のチューニング性に与える影響を実証する。
調整可能な不安定性とセンシティブなカオスレジームの存在は、実用的な応用に重要な可能性を秘めている。
具体的には、これらの制御されたダイナミクスが、光情報処理における状態スイッチングやカオスベースのメカニズムによる高度なセンサー技術の感度向上にどのように活用できるかについて議論する。
この研究は、位相依存相互作用によって生成される合成ゲージ場が、光学系の非線形力学を彫り、信号処理、通信、センシングのための堅牢で調整可能なデバイスを設計するための経路を提供する。
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