論文の概要: Multibranched parametric resonance and swallowtail catastrophe in electromechanical oscillators with nonlinear friction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.27242v1
- Date: Mon, 27 Jul 2026 05:03:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-31 21:37:00.262555
- Title: Multibranched parametric resonance and swallowtail catastrophe in electromechanical oscillators with nonlinear friction
- Title（参考訳）: 非線形摩擦を有する電気機械振動子におけるマルチブランチパラメトリック共鳴とカクテルカタストロフィ
- Abstract要約: パラメトリック共鳴は、幅広い物理的システムの動作を支えている。
従来の制御された非線形摩擦は、2つの異なる周期2状態のペアの共存を誘導できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Parametric resonance underpins the operation of a wide range of physical systems, from nanomechanical resonators to quantum-information systems and Ising machines. As an archetypal class of driven-dissipative systems, parametric oscillators are generally expected to exhibit a single pair of stable period-two states with opposite phases. This bistable behavior enables both the simulation of spin Hamiltonians and the preparation of superconducting cat states. Whether multiple pairs of such states can coexist in a single oscillator, however, remains an open question. Here, we show experimentally and theoretically that conventional controlled nonlinear friction can induce the coexistence of two distinct pairs of period-two states in a micromechanical oscillator. The friction is implemented via a canonical approach, utilizing a drive-induced resonant coupling that transfers two vibrational quanta from the oscillatory mode to a faster decaying mode. We demonstrate that the onset of multistability is governed by a swallowtail catastrophe and quantitatively map the associated bifurcation structure. Our results broaden the understanding of parametric resonance and establish micro- and nano-mechanical oscillators as a versatile platform for studying catastrophe theory and multistable nonequilibrium dynamics.
- Abstract（参考訳）: パラメトリック共鳴は、ナノメカニカル共振器から量子情報システムやイジングマシンまで、幅広い物理系の動作を支えている。
駆動散逸系のアルテタイパルクラスとして、パラメトリック発振器は概して逆相の安定周期2状態の1対を示すことが期待されている。
この双安定な挙動はスピンハミルトニアンのシミュレーションと超伝導猫の状態の準備の両方を可能にする。
しかし、そのような状態の複数のペアが単一の発振器に共存できるかどうかは未解決の問題である。
ここでは, 従来の非線形摩擦は, マイクロメカニカル振動子における2つの異なる周期2状態の共存を誘導できることを示す。
この摩擦は、振動モードからより高速な減衰モードに2つの振動量子を伝達する駆動誘起共振結合を利用して、標準的手法によって実装される。
本研究は, マルチスタビリティの開始はカクテルカタストロフィによって制御され, 関連する分岐構造を定量的にマッピングすることを示した。
本研究は, パラメトリック共鳴の理解を深め, カタストロフィ理論と多安定非平衡力学を研究するための汎用プラットフォームとして, マイクロおよびナノメカニカル振動子を確立した。
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