Cómo la luz revela las leyes ocultas de los sistemas abiertos ⚡ экспресс
La física no hermítica describe fenómenos en sistemas abiertos, pero muchas predicciones de la teoría de bandas no-Bloch seguían siendo experimentalmente inaccesibles, especialmente la relación entre los impulsos complejos y las bandas no hermíticas. En este trabajo se investiga experimentalmente la deformación espectral en el espacio de impulsos complejos usando una red no hermítica con interacciones de largo alcance, realizada en una dimensión sintética de momento angular orbital de fotones dentro de un resonador degenerado. Los impulsos complejos se codificaron mediante modulación de fase y amplitud de los modos, y una detección proyectiva especialmente diseñada con resolución en impulso complejo permitió reconstruir el espectro, cuyos valores propios en el plano complejo cambian de geometría. Esto posibilitó extraer puntos excepcionales en el espacio de impulsos complejos, espectros bajo condiciones de frontera abiertas y la zona de Brillouin generalizada. La plataforma es universal para la física no hermítica y por primera vez permite investigar directamente características no-Bloch en el espacio de impulsos complejos.
Los sistemas abiertos intercambian energía con el entorno, como la cuerda de una guitarra que se desvanece en el aire. Los científicos construyeron un sistema así con luz, haciendo que los haces se retorcieran como un sacacorchos y formaran una red artificial: un laberinto donde se puede controlar las pérdidas a cada paso. La luz en este laberinto siempre viaja a максимальной возможной скоростью, pero su energía puede disiparse o amplificarse. Midiendo simultáneamente la rotación y la intensidad de los haces retorcidos, los físicos reconstruyeron el спектр completo (composición cromática) en función de la dirección y la atenuación. En algunos puntos, dos coloraciones distintas de la luz se fusionan en una, como si perdieran su individualidad, algo imposible en los cristales ordinarios. Esta técnica оптическая da acceso a efectos que antes solo existían en la teoría. Ya está ayudando a mejorar láseres y sensores, y en el futuro permitirá dispositivos cuánticos ultrasensibles.
🎯 Los haces de luz con diferentes grados de torsión se ven como rosquillas con distinto número de espirales, y cada una de esas rosquillas puede servir como un canal separado de transmisión de datos.