Control quiral de los campos dispersados al circundar cuasi adiabáticamente un punto excepcional

FERNÁNDEZ, LUCAS J.

Virtual (sede Cordoba)

Congreso; 106º Reunion de la Asociación Fisica Argentina; 2021

Asociacion de Fisica Argentina

Los Puntos Excepcionales son degeneraciones espectrales que ocurren en Hamiltonianos no Hermitianos cuando dos (o mas) autovalores y sus correspondientes autovectores coalescen para valores especificos de los parametros del sistema que controlan el Hamiltoniano. Cuando estos parametros de control son barridos lentamente formando un ciclo que encierra al punto excepcional, uno de los estados evoluciona hacia el segundo [1-4]. Este fenomeno se conoce como inversion adiabatica del estado (adiabatic state flip). Por el contrario, este no es el caso para el otro estado, que retorna nuevamente a si mismo [3,4]. En consecuencia, durante una variacion cuasi adiabatica de los parametros alrededor de un punto excepcional, el estado final es siempre el mismo y no es afectado por la preparacion inicial. Resulta que el unico modo de alterar el estado final es cambiar la direccion del ciclo alrededor del punto excepcional: Recorrer el ciclo en sentido horario lleva a un estado final diferente que haciendolo en sentido antihorario. Tal inversion quiral del estado ha sido experimentalmente vericada en guias de microondas y resonadores opto-mecanicos [1,2] y tiene gran potencial para aplicaciones tecnologicas, como protocolos para interruptores o bien transferencia de energia [2]. En este trabajo, investigamos el concepto de inversion quiral del estado en un nuevo marco, asociado a la dispersion de excitaciones. En particular, conectamos puertos al sistema modulado cuasi adiabaticamente e investigamos la dinamica asociada a las señales salientes. Especificamente, mostramos que, usando teoria de modos acoplados asi como simulaciones realistas en un sistema de circuitos electronicos (cuyas ecuaciones dinamicas puede ser mapeadas a una ecuacion tipo Schrodinger), uno puede lograr un control quiral de los campos dispersados al circundar cuasi adiabaticamente un punto excepcional [5]. Remarcablemente, mostramos que tal fenomeno esta dominado por el asi llamado tiempo de vida media del proceso de dispersion, una escala nueva en este marco que cuantifica eltiempo que las excitaciones pasan dentro del sistema. Referencias: [1] J. Doppler, A. A. Mailybaev, J. Bohm, U. Kuhl, A. Girschik, F. Libisch, T. J. Milburn, P. Rabl, N.Moiseyev, and S. Rotter, Dynamically encircling an exceptional point for asymmetric mode switching,Nature 537, 76 (2016).[2] H. Xu, D. Mason, L. Jiang, and J. G. E. Harris, Topological energy transfer in an optomechanicalsystem with exceptional points, Nature 537, 80 (2016).[3] R. Uzdin, A. Mailybaev, and N. Moiseyev, On the observability and asymmetry of adiabatic state flips generated by exceptional points, J. Phys. A: Math. Theor. 44, 435302 (2011).[4] D. Hallpern, H. Li, and T. Kottos, Floquet protocols of adiabatic state ips and reallocation ofexceptional points, Phys. Rev. A 97, 042119 (2018).[5] L. J. Fernandez-Alcazar, H. Li, F. Ellis, A. Alu, and T. Kottos. Robust scattered fields from adiabatically driven targets around exceptional points, Phys. Rev. Lett. 124, 133905 (2020).