論文の概要: Unification of Exceptional Points and Transmission Peak Degeneracies in a Highly Tunable Magnon-Photon Dimer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.09141v1
• Date: Tue, 10 Jun 2025 18:01:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-13 06:35:01.830204
• Title: Unification of Exceptional Points and Transmission Peak Degeneracies in a Highly Tunable Magnon-Photon Dimer
• Title（参考訳）: 高波長可変マグノン光子ダイマーにおける例外点と透過ピークデジェネレーションの統一
• Authors: Alexander S. Carney, Juan S. Salcedo-Gallo, Salil K. Bedkihal, Mattias Fitzpatrick,
• Abstract要約: この研究は、すべての関連するパラメータにわたってほぼユニバーサルなチューニング性を持つマイクロ波マグノンフォトトン二量体を提示する。 2次元のEPとPDの構成を一般的な理論と実験の枠組みにまとめることができることを示す。 我々のフォーマリズムと実験的手法は、以前のEPとPDの構成を統一し、堅牢なPD強化センサーの実現につながる可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Exceptional points (EPs), spectral singularities arising in non-Hermitian dynamical systems, have drawn widespread attention for their potential to enhance sensor capability by leveraging characteristic square-root frequency splitting. However, the advantages of EP sensors have remained highly contested, primarily due to their inherent hypersensitivity to model errors and loss of precision arising from eigenbasis collapse, quantified by the Petermann noise factor. Recently, it has been suggested that practical sensor implementations should instead utilize transmission peak degeneracies (TPDs), which exhibit square-root transmission splitting while maintaining a complete eigenbasis, potentially mitigating the Petermann noise around EPs. This work presents a microwave magnon-photon dimer with near-universal tunability across all relevant parameters, which we use to investigate various TPDs experimentally. We demonstrate that two-dimensional EP and TPD configurations based on coupled oscillators can be unified into a general theory and experimental framework utilizing synthetic gauge fields, which we present and validate through careful experiments on two representative TPDs. We also introduce practical metrics to quantify the performance and robustness of TPDs beyond just the Petermann noise factor. Our formalism and experimental methods unify previous EP and TPD configurations and may lead to the realization of robust TPD-enhanced sensors.
• Abstract（参考訳）: 非エルミート力学系で生じるスペクトル特異点である例外点(EP)は、特性的平方根周波数分割を利用してセンサ能力を高める可能性について広く注目を集めている。 しかし、EPセンサの利点は、主にモデル誤差に固有の過敏性と、ピーターマンノイズ係数によって定量化された固有崩壊による精度の喪失により、高い論争が続いている。 近年,実際のセンサ実装では,完全固有ベイジを維持しながら正方根伝達分割を示す透過ピークデジネシクス(TPD)を用いることで,EPの周囲のピーターマンノイズを軽減できる可能性が示唆されている。 本研究は, マイクロ波マグノン光子二量体を全パラメータにわたってほぼ均一に調整し, 種々のPDを実験的に検討するものである。 本研究では、結合振動子に基づく2次元EPとPDの構成を合成ゲージ場を利用した一般理論と実験フレームワークに統合できることを実証し、2つの代表TPDに対して慎重に実験を行い、検証した。 また、ピーターマンノイズファクタだけでなく、PDの性能やロバスト性を定量化するための実用的な指標も導入する。 我々のフォーマリズムと実験的手法は、以前のEPとPDの構成を統一し、堅牢なPD強化センサーの実現につながる可能性がある。

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