論文の概要: Spectroscopic readout of chiral photonic topology in a single-cavity spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensate
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.08662v1
- Date: Tue, 09 Dec 2025 14:50:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-10 22:28:08.007148
- Title: Spectroscopic readout of chiral photonic topology in a single-cavity spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensate
- Title（参考訳）: 単一キャビティスピン軌道結合Bose-Einstein凝縮体におけるキラルフォトニックトポロジーの分光的読み出し
- Authors: Kashif Ammar Yasir, Gao Xianlong,
- Abstract要約: 単一駆動光空洞におけるキラルフォトニックトポロジーの分光読み出しのための枠組みを提案する。
空洞崩壊が原子散逸を超える損失支配体制では、パワースペクトル密度はディラックのようなギャップ付きハイブリッドモードを示す。
複素スペクトルはパリティ時対称の合体とゲインロス分岐を示し、例外的な点を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Topological photonic phases are typically identified through band reconstruction, steady-state transmission, or real-space imaging of edge modes. In this work, we present a framework for spectroscopic readout of chiral photonic topology in a single driven optical cavity containing a spin-orbit-coupled Bose-Einstein condensate. We demonstrate that the cavity transmission power spectral density provides a direct and measurable proxy for a momentum- and frequency-resolved photonic Chern marker, enabling topological characteristics to be inferred from spectral data without the need for bulk-band tomography. In the loss-dominated regime, where cavity decay exceeds atomic dissipation, the power spectral density exhibits Dirac-like gapped hybrid modes with a vanishing Chern marker, indicating a trivial phase. When the dissipation imbalance is reversed, a bright, gap-spanning spectral ridge emerges, co-localized with peaks in both the Chern marker and Berry curvature. The complex spectrum reveals parity-time symmetric coalescences and gain-loss bifurcations, marking exceptional points and enabling chiral, gap-traversing transport. By linking noise spectroscopy to geometric and non-Hermitian topology in a minimal cavity-QED architecture, this work provides a framework for spectroscopic detection of topological order in driven quantum systems. This approach offers a pathway to compact, tunable topological photonics across a broad range of light-matter platforms, providing a method for the study and control of topological phases in hybrid quantum systems.
- Abstract（参考訳）: トポロジカルフォトニック相は典型的にはバンド再構成、定常伝送、エッジモードの実空間イメージングによって同定される。
本研究では,スピン軌道結合したボース・アインシュタイン凝縮体を含む単一駆動光キャビティにおけるキラルフォトニックトポロジーの分光読み出しフレームワークを提案する。
キャビティ透過電力スペクトル密度は、運動量および周波数分解されたフォトニックチャーンマーカーの直接的および測定可能なプロキシを提供し、バルクバンドトモグラフィーを必要とせずにスペクトルデータから位相特性を推定できることを示した。
空洞崩壊が原子散逸を超える損失支配的な状態において、パワースペクトル密度は、消失するチャーンマーカーを持つディラックのようなギャップ付きハイブリッドモードを示し、自明な相を示す。
散逸不均衡が逆転すると、明るいスペクトル隆起が出現し、チャーンマーカーとベリー曲率の両方でピークと共局在する。
複素スペクトルはパリティ時対称コリゾネートとゲインロス分岐を示し、例外点をマークし、キラル、ギャップ・トラバース輸送を可能にする。
最小空洞QEDアーキテクチャにおいて、雑音スペクトルを幾何学的および非エルミート位相にリンクすることにより、この研究は、駆動量子系における位相秩序の分光的検出のための枠組みを提供する。
このアプローチは、幅広い光マタープラットフォームにわたるコンパクトでチューニング可能なトポロジカルフォトニクスへの経路を提供し、ハイブリッド量子系におけるトポロジカル位相の研究と制御の方法を提供する。
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