Publikacja współautorstwa naukowca z PW w „Nature Physics”
Artykuł współautorstwa dr. inż. Pawła Junga z Wydziału Fizyki PW został opublikowany w „Nature Physics” - jednym z najbardziej prestiżowych czasopism naukowych z zakresu fizyki na świecie. W pracy po raz pierwszy zaimplementowano w fotonice model Haldane’a z 1988 r.
Artykuł „Odpowiedź topologiczna wywołana wzmocnieniem poprzez dostosowane oddziaływania dalekiego zasięgu” powstała we współpracy z zespołem prof. Demetriosa Christodoulidesa z University of Central Florida (USA) i prof. Mercedeh Khajavikhan z University of Southern California (USA) w ramach grantu naukowego Ministerstwa Edukacji i Nauki „Mobilność Plus”.
Ostatnie badania teoretyczne wykazały, że w układach kwantowych mogą występować zjawiska fizyczne, które prowadzą do sprzecznych z intuicją efektów. Jednym z takich zjawisk jest obecność asymetrii w oddziaływaniach krótkiego i dalekiego zasięgu między elementami składowymi układu fizycznego. Efektem tego jest m.in. możliwość degeneracji Kramersa przy braku energii stanu układu o spinie 1/2.
W artykule pokazano, że asymetryczne zespolone oddziaływanie dalekozasięgowe pomiędzy atomami bez obecności zewnętrznego pola magnetycznego może być również realizowane w układach fotonicznych. W tym celu autorzy pracy wykonali specjalny układ falowodowy oparty na: studniach kwantowych wykonanych ze związków półprzewodnikowych InGaAsP, pierścieniowych rezonatorach optycznych i sprzęgaczach jednokierunkowych.
Geometria układu była wzorowana na modelu kryształu Haldane'a, którego topologia przypomina plastry miodu uporządkowane na planie trójkąta. Wywołanie wzmocnienia optycznego w układzie za pomocą lasera impulsowego umożliwiło wykazanie kwantowego efektu Halla bez zewnętrznego strumienia pola magnetycznego.
Przedstawione wyniki wskazują na możliwość realizacji szerokiej klasy układów z niezwykłymi zjawiskami w obszarze topologicznych faz materii. Ponadto otwierają nowe kierunki badań dotyczących roli wzmocnienia i nieliniowości w układach topologicznych w obecności szumu kwantowego.
Artykuł dostępny jest TUTAJ>> (dostęp płatny)
Źródło: Wydział Fizyki PW
Grafika: Model kryształu Haldane'a [w:] „Gain-induced topological response via tailored long-range interactions”, „Nature Physics”