論文の概要: Imaginary Gauge Field and Non-Hermitian Topological Transition Emerging Through Attenuation-Gauge Duality in Conservative Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.17557v1
• Date: Wed, 18 Mar 2026 10:04:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-19 18:32:57.632101
• Title: Imaginary Gauge Field and Non-Hermitian Topological Transition Emerging Through Attenuation-Gauge Duality in Conservative Systems
• Title（参考訳）: 保守系における減衰-ゲージ双対による等温ゲージ場と非エルミート位相遷移
• Authors: Haoran Nie, Chaoran Jiang, Xiangying Shen, Lei Xu,
• Abstract要約: 非エルミート物理学は伝統的にアクティブなゲイン-ロス変調や非相互結合に依存している。 非エルミート位相が完全に受動的で保守的なシステム内に現れる減衰ゲージ双対性パラダイムを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4065240342323384
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Non-Hermitian physics traditionally relies on active gain--loss modulation or non-reciprocal couplings, which often introduce significant complexity, compromise stability, and offer very limited scalability in conservative systems. Here we propose an attenuation-gauge duality paradigm in which non-Hermitian topology emerges within fully passive, conservative systems through coupling to a structured reservoir. We derive that a spatially varying reservoir can establish an attenuation-gauge duality, where the spatial variation manifests as an emergent imaginary gauge field in the effective dynamics. It drives the boundary accumulation of skin modes while preserving energy conservation, analogous to Feshbach projection in quantum open systems. We validate this universal wave paradigm via macroscopic mechanical metamaterials, demonstrating that the direction of the skin effect can be reversed by tuning a single passive coupling parameter$t_\perp$, driven by a topological phase transition characterized by the spectral winding number. This framework also allows for a nonlinear extension, where amplitude-dependent coupling can induce intrinsic topological transitions.
• Abstract（参考訳）: 非エルミート物理学は伝統的にアクティブなゲイン-ロス変調(英語版)や非相互結合(英語版)に依存しており、しばしば大きな複雑さをもたらし、安定性を損なうことがあり、保守的なシステムにおいて非常に限られたスケーラビリティを提供する。 本稿では,非エルミート位相が構造型貯水池への結合を通じて完全に受動的で保守的なシステム内に現れる減衰ゲージ双対性パラダイムを提案する。 空間変動型貯水池は減衰ゲージ双対性を確立し, 空間変動は有効力学における創発的虚ゲージ場として現れる。 これは、量子開系におけるフェシュバッハ射影に類似したエネルギー保存を保ちながら、スキンモードの境界蓄積を駆動する。 我々は、この普遍波のパラダイムをマクロ力学的メタマテリアルを用いて検証し、スペクトル巻数によって特徴づけられる位相相転移によって駆動される単一の受動結合パラメータ$t_\perp$をチューニングすることで、皮膚効果の方向を逆転させることができることを示した。 このフレームワークはまた、振幅依存的な結合が固有の位相遷移を誘導する非線形拡張を可能にする。

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