論文の概要: Observation of attractor transitions in active magnon-polaritons under microwatt drives

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.27668v1
• Date: Thu, 30 Apr 2026 10:04:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-01 16:31:54.035101
• Title: Observation of attractor transitions in active magnon-polaritons under microwatt drives
• Title（参考訳）: マイクロワット駆動下における活性マグノン偏光子中の誘電体遷移の観察
• Authors: Hao Wu, Qichun Liu, Yuanbin Fan, Yulong Liu, Qing Zhao,
• Abstract要約: マグノンポラリトンはマイクロ波領域における非線形空洞量子電磁力学を研究するための室温プラットフォームを提供する。 本稿では, 自己振動マイクロ波キャビティによって形成される活性マグノン偏光子における誘電体遷移の観察について報告する。 低消費電力の誘電体遷移と誘電体スイッチング増幅スペクトル応答を有効にすることにより、アクティブなマグノン偏光子が非線形マイクロ波信号生成、高精度センシング、ニューロモルフィックコンピューティングの機会を開放する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.616018938112152
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Magnon-polaritons provide a room-temperature platform for investigating nonlinear cavity quantum electrodynamics in the microwave domain, but experimentally observing controlled transitions among distinct nonlinear attractors remains challenging in conventional passive systems, where strong external driving is usually required. Here we report the observation of attractor transitions in an active magnon-polariton formed by a self-oscillating microwave cavity coupled to a yttrium iron garne (YIG) sphere. The feedback loop supplies an internal microwave drive, while Kerr frequency pulling and Suhl-mediated magnon-magnon scattering produce an enhanced effective nonlinearity. Stability analysis using experimentally calibrated parameters reveals a rich fixed-point (FP) landscape with multiple unstable-FP phases and a triple-point region. By tuning gain across these phases, we observe the first experimental evidence of explosive growth of bistability, followed by transitions to multifrequency limit cycles, comb-like/fractal spectra, and broadband chaotic dynamics at microwatt powers. Near a critical point, magnetic-field-triggered switching between nonlinear emission states produces spectral shifts up to 162 times the bare gyromagnetic response. By enabling low-power attractor transitions and attractor-switching-amplified spectral response, active magnon-polaritons open opportunities for nonlinear microwave signal generation, high-precision sensing, and neuromorphic computing.
• Abstract（参考訳）: マグノンポラリトンは、マイクロ波領域における非線形空洞量子電磁力学を研究するための室温プラットフォームを提供するが、異なる非線形誘電体間の制御された遷移を実験的に観察することは、通常は強い外部駆動を必要とする従来の受動的システムでは困難である。 本稿では,イットリウム鉄ガーン(YIG)球に結合した自己振動マイクロ波空洞によって形成される活性マグノンポラリトン中の誘電体遷移の観察を報告する。 フィードバックループは内部のマイクロ波駆動を供給し、カー周波数の引き込みとスールの媒介するマグノン-マグノン散乱は強化された有効非線形性をもたらす。 実験的なパラメータを用いた安定性解析により,複数の不安定なFP位相と三点領域を持つリッチな固定点(FP)景観が明らかになった。 これらの相間で利得を調整することにより、不安定性の爆発的な成長を示す最初の実験的な証拠を観察し、その後、マルチ周波数制限サイクル、コムライク/フラクタルスペクトル、マイクロワットパワーにおけるブロードバンドカオスダイナミクスへの移行を観察する。 臨界点付近では、非線形放出状態間の磁場トリガースイッチングにより、素のジャイロ磁気応答の最大162倍のスペクトルシフトが生じる。 低消費電力の誘電体遷移と誘電体スイッチング増幅スペクトル応答を有効にすることにより、アクティブなマグノン偏光子が非線形マイクロ波信号生成、高精度センシング、ニューロモルフィックコンピューティングの機会を開放する。

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