フォトニック結晶における量子傷跡の新たな変換(Emerging transmutation of quantum scars in photonic crystals)

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微小共振器における量子カオスの新たな地平を切り開く A new view into the landscape of quantum chaos in microcavities

2023-05-30 韓国基礎科学研究院(IBS)

◆光学マイクロキャビティ内の波のカオス研究で、韓国の研究チームが重要な突破口を達成しました。彼らは、マイクロキャビティ内の光波モードの振る舞いを調査し、「キャビティ-運動量ロッキング」と呼ばれる新しい現象を提案しました。さらに、彼らはフォトニック結晶内のマイクロキャビティに存在する量子スカー現象とその制御方法を明らかにしました。
◆この研究は、波のカオスの複雑さを理解するだけでなく、光の振る舞いを制御する可能性を提供し、量子情報や光電子デバイスの発展に重要な影響を与えるとされています。

<関連情報>

マイクロキャビティ結晶におけるブロッホの定理による波動カオスの発見 Bloch theorem dictated wave chaos in microcavity crystals

Chang-Hwan Yi,Hee Chul Park & Moon Jip Park
Light: Science & Applications  Published:04 May 2023
DOI:https://doi.org/10.1038/s41377-023-01156-9

フォトニック結晶における量子傷跡の新たな変換(Emerging transmutation of quantum scars in photonic crystals)

Abstract

Universality class of wave chaos emerges in many areas of science, such as molecular dynamics, optics, and network theory. In this work, we generalize the wave chaos theory to cavity lattice systems by discovering the intrinsic coupling of the crystal momentum to the internal cavity dynamics. The cavity-momentum locking substitutes the role of the deformed boundary shape in the ordinary single microcavity problem, providing a new platform for the in situ study of microcavity light dynamics. The transmutation of wave chaos in periodic lattices leads to a phase space reconfiguration that induces a dynamical localization transition. The degenerate scar-mode spinors hybridize and non-trivially localize around regular islands in phase space. In addition, we find that the momentum coupling becomes maximal at the Brillouin zone boundary, so the intercavity chaotic modes coupling and wave confinement are significantly altered. Our work pioneers the study of intertwining wave chaos in periodic systems and provide useful applications in light dynamics control.

1700応用理学一般
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