論文の概要: Observation of Universal Spectral Moments and the Dynamic Dispersive-to-Proliferative Transition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.27585v1
- Date: Thu, 30 Apr 2026 08:38:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-01 16:31:53.997834
- Title: Observation of Universal Spectral Moments and the Dynamic Dispersive-to-Proliferative Transition
- Title（参考訳）: ユニバーサルスペクトルモーメントの観察と動的分散-増殖遷移
- Authors: Jia-Xin Zhong, Chang Shu, Nan Cheng, Jee Woo Kim, Kai Zhang, Kai Sun, Yun Jing,
- Abstract要約: スペクトルモーメントは、有限非エルミート格子における境界ロバストなバルク観測値を与える。
局所バルク力学は$mathcalPT$-breakkenのスペクトル状態であっても安定に(分散的に)維持可能であることを示す。
これらの結果は、スペクトルモーメントを有限非エルミート物質に対する実用的なバルク記述子として確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.500854615463314
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In non-Hermitian systems, spectra can be maximally boundary-sensitive, yet bulk physics need not be. Here we experimentally show that spectral moments provide boundary-robust bulk observables in finite non-Hermitian lattices, even when the spectra undergo dramatic geometry-dependent reshaping due to the skin effect. Using a unified acoustic platform with full spectral reconstruction and time-domain access, we probe one-, two- and three-dimensional lattices and demonstrate that spectral moments remain nearly invariant across distinct boundary geometries while the corresponding complex spectra differ strongly. To connect the thermodynamic theorem to realistic finite systems, we develop a loop-counting theory that identifies the physical origin of finite-size deviations in terms of missing boundary loops, quantitatively captures the corrections, and predicts a scaling law, which we verify experimentally. Beyond acoustic spectroscopy, we reveal a counterintuitive dynamical consequence of moment invariance: a dispersive-to-proliferative bulk transition governed by bulk moment structure rather than spectral boundary sensitivity. As a result, local bulk dynamics can remain stable (dispersive) even in a $\mathcal{PT}$-broken spectral regime, challenging the conventional expectation that $\mathcal{PT}$ breaking necessarily implies feedback-induced dynamical instability (proliferation) through exponentially amplifying spectral components. These results establish spectral moments as practical bulk descriptors for finite non-Hermitian matter and open a route to extracting and controlling intrinsic bulk behavior in realistic wave-based non-Hermitian devices.
- Abstract（参考訳）: 非エルミート系では、スペクトルは最大境界感受性を持つが、バルク物理学は必要ではない。
ここでは, スペクトルモーメントが有限非エルミート格子における境界破壊バルク観測値を与えることを示す。
完全なスペクトル再構成と時間領域アクセスを備えた統合音響プラットフォームを用いて、1次元・2次元・3次元格子を探索し、スペクトルモーメントが異なる境界領域間でほぼ不変でありながら、対応する複素スペクトルが強く異なることを示す。
熱力学定理を現実的な有限系に結びつけるために、境界ループの欠如の観点から有限サイズの偏差の物理的起源を同定し、補正を定量的に捉え、スケーリング法則を予測し、実験的に検証するループカウント理論を開発した。
音響分光以外にも,スペクトル境界感度よりもバルクモーメント構造が支配する分散-増殖バルク遷移という,モーメント不変性の反直感的な動的結果が明らかにされている。
その結果、局所バルク力学は$\mathcal{PT}$-breakkenスペクトル系でも安定(分散)であり、$\mathcal{PT}$breakingは指数的にスペクトル成分を増幅することで、必ずしもフィードバックによる動的不安定(拡散)を意味するという従来の期待に異議を唱える。
これらの結果は、スペクトルモーメントを有限非エルミート物質のための実用的なバルク記述子として確立し、現実波に基づく非エルミートデバイスにおいて固有のバルク挙動を抽出・制御するための経路を開く。
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