論文の概要: Many-body symmetry-protected zero boundary modes of synthetic photo-magnonic crystals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.03135v1
• Date: Tue, 02 Dec 2025 19:00:00 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2025-12-04 12:10:27.387263
• Title: Many-body symmetry-protected zero boundary modes of synthetic photo-magnonic crystals
• Title（参考訳）: 合成光磁気結晶の多体対称性保護ゼロ境界モード
• Authors: Alan Gardin, Emilio Cobanera, Giuseppe C. Tettamanzi,
• Abstract要約: ボゾン多体対称性演算で保護される自由ボソン位相の理論 新しい量子メタマテリアル:光磁気結晶。 光磁気鎖のモデリングは、その実験的実現のための青写真を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: The topological classification of insulators and superconductors, the "ten-fold way", is grounded on fermionic many-body symmetries and has had a dramatic impact on many fields of physics. Therefore, it seems equally important to investigate a similar approach for bosons as tightly analogous to the fermionic prototype as possible. There are, however, several obstacles coming from the fundamental physical differences between fermions and bosons. Here, we propose a potentially optimal way forward: a theory of free boson topology (topological classification and bulk-boundary correspondence) protected by bosonic many-body symmetry operations, namely, squeezing transformations, particle number, and bosonic time reversal. We identify two symmetry classes that are topologically non-trivial in one dimension. They include key models like the bosonic Kitaev chain, protected by a squeezing symmetry within our framework, and the celebrated bosonic SSH model, protected by a squeezing symmetry and particle number. To provide a robust experimental platform for testing our theory, we introduce a new quantum meta-material: photo-magnonic crystals. They consist of arrays of interconnected photo-magnonic cavities. They are remarkable for their experimental flexibility and natural affinity for displaying band topological physics at microwave frequencies. We engineer a many-body symmetry-protected topological photo-magnonic chain with boundary modes mandated by a Pfaffian invariant. Using an electromagnetic finite-element modelling, we simulate its reflection and transmission and identify experimental signatures of its boundary modes. The experimental tuning of the crystal to its symmetry-protected topological phase is also addressed. Our modelling of the photo-magnonic chain provides a thorough blueprint for its experimental realisation and the unambiguous observation of its exotic physics.
• Abstract（参考訳）: 絶縁体と超伝導体のトポロジカルな分類は、フェルミオン多体対称性に基づいており、多くの物理学分野に劇的な影響を与えた。 したがって、可能な限りフェルミオン型プロトタイプと密に類似したボソンの同様のアプローチを検討することが重要であると考えられる。 しかし、フェルミオンとボソンの基本的な物理的差異から生じるいくつかの障害がある。 ここでは、ボゾントポロジー(位相分類とバルク境界対応)の理論をボゾン多体対称性演算、すなわち、スクイーズ変換、粒子数、ボゾン時間反転によって保護する、潜在的に最適な方法を提案する。 一次元において位相的に非自明な2つの対称性クラスを同定する。 それらは、我々のフレームワーク内でスクイーズ対称性によって保護されるボソニック・キタエフ連鎖や、スクイーズ対称性と粒子数によって保護される著名なボソニック・SSHモデルのようなキーモデルを含む。 我々の理論をテストするための堅牢な実験プラットフォームを提供するため、我々は新しい量子メタマテリアル:光磁気結晶を導入する。 これらは、相互接続された光磁気キャビティの配列で構成されている。 バンドトポロジカル物理をマイクロ波周波数で表示する実験的な柔軟性と自然な親和性に特有である。 Pfaff 不変量によって操作される境界モードを持つ多体対称保護トポロジカル光磁気鎖を設計した。 電磁有限要素モデリングを用いて、その反射と透過をシミュレートし、境界モードの実験的なシグネチャを同定する。 結晶の対称性で保護された位相相への実験的チューニングも対処される。 光磁気鎖のモデル化は、実験的な実現とエキゾチック物理学の曖昧な観察のために、徹底的な青写真を提供する。

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