論文の概要: Dissipative phase transitions and chaos in two-photon driven quantum optomechanics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.12044v1
• Date: Mon, 13 Jul 2026 18:01:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-15 17:08:29.927306
• Title: Dissipative phase transitions and chaos in two-photon driven quantum optomechanics
• Title（参考訳）: 2光子駆動量子光学における散逸相転移とカオス
• Authors: Giovanni Bragadin, Filippo Ferrari, Lorenzo Fioroni, and Matteo Seclì, Vincenzo Macrì, Vincenzo Savona, Alberto Mercurio,
• Abstract要約: 2光子駆動の光学系における非平衡臨界性とカオスについて検討する。 この状態の量子軌道はカオス的な運動、定常エントロピーの強化、多くのエントロピー的リウヴィリアモード上の非局在化を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.06245835455390699
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate nonequilibrium criticality and chaos in a two-photon-driven optomechanical system. The parametric drive preserves a discrete $\mathbb{Z}_2$ symmetry of the optical field, while radiation-pressure coupling transfers the resulting nonlinear dynamics to a mechanical oscillator. Combining semiclassical stability analysis, exact Liouvillian spectra, and stochastic quantum trajectories, we show that this driven-dissipative optomechanical model supports both first- and second-order dissipative phase transitions. At negative detuning a second-order transition yields spontaneous breaking of the cavity-parity symmetry in the thermodynamic limit. At positive detuning the same symmetry breaking coexists with a first-order transition, signaled by metastability and by an additional symmetric Liouvillian mode. At stronger pump power the mean-field dynamics loses all stable fixed points and develops limit cycles and chaotic attractors with positive Lyapunov exponent. Quantum trajectories in this regime display chaotic-like motion, enhanced steady-state entropy, and delocalization over many entropic Liouvillian modes. These results establish two-photon-driven optomechanics as a platform where dissipative criticality, symmetry breaking, and quantum signatures of chaos emerge within the same experimentally accessible setting.
• Abstract（参考訳）: 2光子駆動の光学系における非平衡臨界性とカオスについて検討する。 パラメトリックドライブは光学場の離散的な$\mathbb{Z}_2$対称性を保ち、一方放射圧結合は結果として生じる非線形ダイナミクスを機械振動子に転送する。 半古典的安定性解析、正確なリウビリアスペクトル、確率的量子軌跡を組み合わせることで、この駆動散逸オプテメカニカルモデルが一階および二階の散逸相遷移をサポートすることを示す。 負の変形において、二階遷移は熱力学的極限における空洞-パリティ対称性を自発的に破壊する。 同じ対称性が一階遷移と共存し、準安定性および追加の対称リウビリアンモードによってシグナルを受ける。 より強いポンプ力では、平均場動力学は全ての安定な固定点を失い、正のリャプノフ指数を持つ極限サイクルとカオス的な誘引器を発達させる。 この状態の量子軌道はカオス的な運動、定常エントロピーの強化、多くのエントロピー的リウヴィリアモード上の非局在化を示す。 これらの結果は、散逸臨界性、対称性の破れ、カオスの量子シグネチャが同じ実験的にアクセス可能な状態に出現するプラットフォームとして、2光子駆動の光学力学を確立した。

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