例外的なポイントを備えた光メカニカルシステムにおけるトポロジーエネルギー移動

トポロジ操作は、現地の運用の詳細を正確に制御することなく、特定の目標を達成できます。たとえば、それらは幾何学的位相を制御するために使用されており、退化した部分空間内の特定のシステムの状態を制御する方法として提案されています。より最近では、システムが例外的なポイントとして知られる特定のタイプの縮退を所有している場合、トポロジー操作を通常のモード間でエネルギーを伝達するために使用できると予測されました。ここでは、トポロジー操作を使用して、極低温光学機械デバイスの2つの振動モード間のエネルギーの移動を示します。この転送は、デバイスのスペクトルに例外的なポイントの存在から生じることを示します。また、この転送が非再生的であることも示します。これらの結果は、システム制御の新しい方向を開きます。また、近くでの熱変動と量子変動の挙動など、例外的なポイントに関連する他の動的効果を調査する可能性を開きます。

Topological operations can achieve certain goals without requiring accurate control over local operational details; for example, they have been used to control geometric phases and have been proposed as a way of controlling the state of certain systems within their degenerate subspaces. More recently, it was predicted that topological operations can be used to transfer energy between normal modes, provided that the system possesses a specific type of degeneracy known as an exceptional point. Here we demonstrate the transfer of energy between two vibrational modes of a cryogenic optomechanical device using topological operations. We show that this transfer arises from the presence of an exceptional point in the spectrum of the device. We also show that this transfer is non-reciprocal. These results open up new directions in system control; they also open up the possibility of exploring other dynamical effects related to exceptional points, including the behaviour of thermal and quantum fluctuations in their vicinity.