論文の概要: Limit Cycles in a Photonic Dimer with Tuneable Non-Hermitian Interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.07967v1
• Date: Mon, 07 Sep 2026 20:44:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-11 19:58:02.956221
• Title: Limit Cycles in a Photonic Dimer with Tuneable Non-Hermitian Interactions
• Title（参考訳）: 波長可変非エルミタン相互作用を持つフォトニックダイマーの極限サイクル
• Abstract要約: 染料充填ダブルウェル微小キャビティ内に閉じ込められた2つの光の縮合体における調整可能な非エルミタン相互作用を実験的に実現した。 我々は,コヒーレントトンネルと相互作用の相互作用が極限サイクル振動を安定化させることを示す。 これらの結果は、駆動散逸系における集合的非線形力学を組織化するメカニズムとしての散逸相互作用を検証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Interactions govern the emergence of collective behaviour in classical and quantum many-body systems. While conservative interactions are well known to generate nonlinear phenomena ranging from self-trapping to pattern formation, it remains largely unexplored whether purely dissipative -- i.e., non-Hermitian -- interactions can give rise to similarly rich dynamics and nontrivial system states. Here, we experimentally realise tuneable non-Hermitian interactions in two coupled condensates of light confined within a dye-filled double-well microcavity. Local coupling to molecular reservoirs generates the effective dissipative photon interactions. We show that the interplay between coherent tunnelling and interactions stabilises limit-cycle oscillations, a hallmark of nonlinear dynamics traditionally associated with Hermitian nonlinearities. By tuning the reservoir coupling, we map out the dynamical phase diagram comprising stable fixed points and limit cycles, thereby demonstrating direct control over the interaction strength. Our experimentally validated model reveals both supercritical and subcritical Hopf bifurcations, giving rise to hysteresis, bistability and excitability. These results validate dissipative interactions as a mechanism for organising collective nonlinear dynamics in driven-dissipative systems and pave the way towards exploring nonequilibrium many-body physics through controlled dissipation.
• Abstract（参考訳）: 相互作用は古典的および量子的多体系における集団行動の出現を支配している。 保守的な相互作用は自己トッピングからパターン形成まで様々な非線形現象を生じさせることはよく知られているが、純粋な散逸性、すなわち非エルミート的相互作用が同様にリッチな力学や非自明な系状態を引き起こすかどうかはほとんど解明されていない。 ここでは、染料充填ダブルウェル微小キャビティ内に閉じ込められた2つの結合した光の縮合体における調整可能な非エルミタン相互作用を実験的に実現した。 分子貯水池への局所結合は、効果的な散逸性光子相互作用を生成する。 我々は、コヒーレントトンネルと相互作用の相互作用が、伝統的にエルミート非線形性と関連付けられた非線形力学の指標である極限サイクル振動を安定化させることを示す。 貯留層結合をチューニングすることにより,安定な固定点と極限周期からなる動的位相図をマッピングし,相互作用強度を直接制御することを示す。 実験により,超臨界および亜臨界ホップ分岐が明らかとなり,ヒステリシス,安定性,興奮性が生じる。 これらの結果は、駆動散逸系における集合的非線形力学を組織化するためのメカニズムとして散逸相互作用を検証し、制御散逸を通して非平衡多体物理学を探求する道を開いた。

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