論文の概要: Observation of non-Hermitian topology in cold Rydberg quantum gases

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.26256v1
• Date: Tue, 30 Sep 2025 13:44:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-01 14:45:00.151725
• Title: Observation of non-Hermitian topology in cold Rydberg quantum gases
• Title（参考訳）: 低温リドベルク量子気体中の非エルミート位相の観測
• Authors: Jun Zhang, Ya-Jun Wang, Shi-Yao Shao, Bang Liu, Li-Hua Zhang, Zheng-Yuan Zhang, Xin Liu, Chao Yu, Qing Li, Han-Chao Chen, Yu Ma, Tian-Yu Han, Qi-Feng Wang, Jia-Dou Nan, Yi-Ming Yin, Dong-Yang Zhu, Qiao-Qiao Fang, Dong-Sheng Ding, Bao-Sen Shi,
• Abstract要約: 我々は,非エルミートスペクトルトポロジーを散逸性Rydberg原子気体中で実験的に実証した。 相互作用強度を増大させることで、系はエルミート系から非エルミート系へと進化する。 この研究は、非エルミート位相、強い相互作用、散逸性量子力学の間のリッチな相互作用を探索するための多用途プラットフォームとして、コールド・リドバーグ気体を確立している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.41909362660157
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The pursuit of topological phenomena in non-Hermitian systems has unveiled new physics beyond the conventional Hermitian paradigm, yet their realization in interacting many-body platforms remains a critical challenge. Exploring this interplay is essential to understand how strong interactions and dissipation collectively shape topological phases in open quantum systems. Here, we experimentally demonstrate non-Hermitian spectra topology in a dissipative Rydberg atomic gas and characterize parameters-dependent winding numbers. By increasing the interaction strength, the system evolves from Hermitian to non-Hermitian regime, accompanying emergence of trajectory loop in the complex energy plane. As the scanning time is varied, the spectra topology becomes twisted in the complex energy plane manifesting as a topology phase transition with the sign winding number changed. When preparing the system in different initial states, we can access a nontrivial fractional phase within a parameter space that globally possesses an integer winding. Furthermore, by changing the scanning direction, we observe the differentiated loops, revealing the breaking of chirality symmetry. This work establishes cold Rydberg gases as a versatile platform for exploring the rich interplay between non-Hermitian topology, strong interactions, and dissipative quantum dynamics.
• Abstract（参考訳）: 非エルミート系におけるトポロジカル現象の追求は、従来のエルミートパラダイムを超えた新しい物理学を公表しているが、多体プラットフォームとの相互作用におけるそれらの実現は依然として重要な課題である。 この相互作用を探索することは、オープン量子系における強い相互作用と散逸がトポロジ的位相を集合的に形成する方法を理解するために不可欠である。 ここでは,非エルミートスペクトルトポロジーを散逸性Rydberg原子気体で実験的に示し,パラメータ依存の巻数の特徴付けを行う。 相互作用強度を増大させることで、系はエルミート系から非エルミート系へと進化し、複素エネルギー平面に軌道ループが出現する。 走査時間が変化するにつれて、スペクトルトポロジは、符号巻数を変化させたトポロジ相転移として表される複素エネルギー平面でねじれてしまう。 システムを異なる初期状態で準備する際には、整数の巻線を世界規模で持つパラメータ空間内の非自明な分数相にアクセスすることができる。 さらに, 走査方向を変化させることで, 分離したループを観察し, キラリティ対称性の破れを明らかにする。 この研究は、非エルミート位相、強い相互作用、散逸性量子力学の間のリッチな相互作用を探索するための多用途プラットフォームとして、コールド・リドバーグ気体を確立している。

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