論文の概要: Analytic Theory of Phase Transitions in Optical Metamaterials

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.03471v1
• Date: Fri, 03 Jul 2026 16:32:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-07 22:26:29.628071
• Title: Analytic Theory of Phase Transitions in Optical Metamaterials
• Title（参考訳）: 光学メタマテリアルにおける相転移の解析理論
• Authors: Jiahao Yan, Xiaoshui Lin, Junpeng Hou, Qing Gu, Chuanwei Zhang,
• Abstract要約: 我々は, 位相遷移, 例外点遷移, ピンチオフリフシッツ遷移, および均一媒質中の光リフシッツ転移の正確な解析基準を導出する一般理論を開発する。 位相境界の正確な決定を可能にすることによって、我々の理論は、未探索の電磁相を発見するための予測的枠組みを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.2680508308222476
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Optical metamaterials provide a versatile platform for engineering homogeneous electromagnetic media whose distinct phases are characterized by phase diagrams in constitutive-parameter space. However, existing studies of hyperbolicity, topological properties, and exceptional-point formation often rely on highly symmetric models or case-by-case numerical parameter scans, leaving a unified analytic framework that identifies phases and phase transitions directly from the constitutive tensors lacking. Here, we develop a general theory that yields exact analytic criteria for topological transitions, exceptional-point transitions, pinch-off Lifshitz transitions, and optical Lifshitz transitions in homogeneous media. Applying this framework to a tractable example of a gyroelectric medium with anisotropic chirality, we uncover exceptional rings and negative refraction induced by gyroelectric-chiral coupling. By enabling the exact determination of phase boundaries, our theory provides a predictive framework for discovering previously unexplored electromagnetic phases and offers new principles for the systematic design of optical metamaterials.
• Abstract（参考訳）: 光メタマテリアルは、異なる位相が構成パラメータ空間の位相図によって特徴づけられる均質な電磁媒体を設計するための汎用的なプラットフォームを提供する。 しかし、双曲性、位相的性質、例外点形成に関する既存の研究は、しばしば高対称性のモデルやケースバイケースの数値パラメータスキャンに依存し、構成テンソルから位相と位相遷移を直接識別する統一的な解析的枠組みを残している。 ここでは, 位相遷移, 例外点遷移, ピンチオフリフシッツ遷移, および均一媒質中の光リフシッツ転移の正確な解析基準を導出する一般理論を開発する。 この枠組みを異方性キラル性を持つ強誘電体媒体の抽出可能な例に適用し、異方性キラル結合によって誘導される異常な環と負の屈折を明らかにする。 我々の理論は、位相境界の正確な決定を可能にすることによって、未探索の電磁相を発見するための予測的枠組みを提供し、光学メタマテリアルの体系設計のための新しい原理を提供する。

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