論文の概要: Nonlinear superconducting ring resonator for sensitive measurement of time reversal symmetry broken order

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.21614v1
• Date: Tue, 27 May 2025 18:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-29 20:07:45.792859
• Title: Nonlinear superconducting ring resonator for sensitive measurement of time reversal symmetry broken order
• Title（参考訳）: 非線形超伝導リング共振器による時間反転対称性破壊の感度測定
• Authors: Nicolas Dirnegger, Marie Wesson, Arpit Arora, Ioannis Petrides, Jonathan B. Curtis, Emily M. Been, Amir Yacoby, Prineha Narang,
• Abstract要約: 時間反転対称性の破れ(TRSB)は、物質のエキゾチックな相を検出する中心である。 量子材料におけるTRSBの高感度な探査のためのマルチモード超伝導リング共振器に基づく新しいスキームを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Time-reversal symmetry breaking (TRSB) has been central to detecting exotic phases of matter, often linked to complex superconducting order parameters or unique magnetic phenomena. Here, we leverage circuit electrodynamics capabilities of superconducting devices to propose a novel scheme based on a multimode superconducting ring resonator for sensitive probing of TRSB in quantum materials. Our device enables strong nonlinear interactions between the modes and we show that these interactions can lead to highly symmetric configurations which are sensitive to TRSB. Using a driven-dissipative model, we explore the nonlinear dynamics of a two-mode superconducting circuit with self- and cross-Kerr nonlinearities under conditions near the bifurcation threshold. When TRSB coupling is introduced, the critical behavior of the system serves as a highly sensitive detection method. Specifically, by mapping out the optimal parameter regimes, we show that even when the photon occupation numbers are subjected to different initial conditions, they can be driven into a symmetric configuration which can be broken even with weak TRSB. Our findings highlight the utility of superconducting microwave resonators other than quantum information processing as a tool for probing exotic states of matter.
• Abstract（参考訳）: 時間反転対称性の破れ(TRSB)は、しばしば複雑な超伝導秩序パラメータやユニークな磁気現象と結びついている物質のエキゾチックな位相を検出する中心である。 本稿では, 超伝導素子の回路電気力学能力を活用し, 量子材料中のTRSBの高感度な探査のためのマルチモード超伝導リング共振器に基づく新しいスキームを提案する。 我々の装置はモード間の強い非線形相互作用を可能にし、これらの相互作用がTLSBに敏感な高度に対称な構成をもたらすことを示す。 駆動散逸モデルを用いて、分岐しきい値付近の条件下で自己およびクロスカー非線形性を持つ2モード超伝導回路の非線形ダイナミクスを探索する。 TRSB結合が導入されると、システムの臨界挙動は高感度な検出方法として機能する。 具体的には、最適パラメータ構造をマッピングすることにより、光子占有数が異なる初期条件下であっても、弱いTRSBでも破壊できる対称な構成に駆動できることを示す。 本研究では, 量子情報処理以外の超伝導マイクロ波共振器が, 物質のエキゾチックな状態を求めるツールとして有用であることを示す。

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