論文の概要: Topological sensing of superfluid rotation using non-Hermitian optical dimers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.04749v1
• Date: Thu, 08 Jan 2026 09:14:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-09 17:01:53.130685
• Title: Topological sensing of superfluid rotation using non-Hermitian optical dimers
• Title（参考訳）: 非エルミート光二量体を用いた超流動回転のトポロジカルセンシング
• Authors: Aritra Ghosh, Nilamoni Daloi, M. Bhattacharya,
• Abstract要約: 我々は,分散的および散逸的バックアクションによってパラメータが再正規化される非エルミート光学ダイマーについて検討した。 固有モード置換に基づくディジタル例外点に基づくセンシング手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7723788828505125
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We theoretically investigate a non-Hermitian optical dimer whose parameters are renormalized by dispersive and dissipative backaction from the coupling of the passive cavity with a ring-trapped Bose-Einstein condensate. The passive cavity is driven by a two-tone control laser, where each tone is in a coherent superposition of Laguerre-Gaussian beams carrying orbital angular momenta $\pm \ell \hbar$. This imprints an optical lattice on the ring trap, leading to Bragg-diffracted sidemode excitations. Using an exact Schur-complement reduction of the full light-matter dynamics, we derive a frequency-dependent self-energy and identify a static regime in which the atomic response produces a complex shift of the passive optical mode. This renormalized dimer supports a tunable exceptional point, enabling spectroscopic signatures in the optical transmission due to a probe field, which can in turn be utilized for estimating the winding number of the persistent current. Exploiting the associated half-integer topological charge, we propose a digital exceptional-point-based sensing scheme based on eigenmode permutation, providing a noise-resilient method to sense superfluid rotation without relying on fragile eigenvalue splittings. Importantly, the sensing proposals are intrinsically non-destructive, preserving the coherence of the atomic superfluid.
• Abstract（参考訳）: 受動キャビティとリングトラップされたボース・アインシュタイン凝縮体とのカップリングによる分散的・散逸的バックアクションによりパラメータが再正規化される非エルミート光学ダイマーを理論的に検討する。 受動的キャビティは2トーン制御レーザーによって駆動され、各トーンは軌道角モーメントを$\pm \ell \hbar$でラゲール・ガウスビームのコヒーレント重ね合わせにある。 これはリングトラップに光学格子を印加し、ブラッグ回折サイドモード励起をもたらす。 フル・ライト・マター・ダイナミクスの正確なシュル補充還元を用いて、周波数依存性の自己エネルギーを導出し、原子応答が受動光学モードの複雑なシフトを生じる静的な状態を特定する。 この再正規化ダイマーは、可変な例外点をサポートし、プローブフィールドによる光透過における分光的なシグネチャを許容電流の巻数推定に利用することができる。 半整数トポロジカルチャージを展開し、固有モードの置換に基づくディジタル例外点センシング方式を提案し、脆弱な固有値分割に頼らずに超流動回転を検知するノイズ耐性手法を提案する。 重要なことに、センシング提案は本質的に非破壊的であり、原子超流動のコヒーレンスを保っている。

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