非エルミート基礎理論の構築と準粒子励起への応用

非厄米基础理论的构建及其在准粒子激发中的应用

• 批准号: 21J01409
• 负责人: 横溝 和樹
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J01409/
• 关键词: 非エルミート表皮効果; ブロッホバンド理論; 一般化ブリルアンゾーン; 浮揚ナノ粒子; スケールフリー局在; フォトニック結晶

本年度は、①「非エルミートブロッホバンド理論の2次元系への拡張」と②「浮揚ナノ粒子アレイの非エルミート物理」の2つの研究テーマに取り組んだ。①非エルミート結晶のエネルギーバンドを計算するための強力なツールとして非エルミートブロッホバンド理論が提案された。これまでにこの理論は1次元系でのみ確立されていたが、高次元系で同様の理論が構築できるかどうかは不透明なままであった。本研究では、2次元非エルミート系において非エルミートブロッホバンド理論を構築することができるセットアップを提案した。そして、3つのモデルにおいて一般化ブリルアンゾーンを定め、エネルギーバンドを計算することに成功した。この計算結果から、系の物理的性質を引き出すことができる。例えば、非エルミートチャーン絶縁体のモデルでは、一般化ブリルアンゾーンを用いてトポロジカル不変量を定義することでバルクエッジ対応を示すことができた。②光の波長よりも小さいナノスケールサイズの物体はレーザーによってトラップすることができる。このような物体は浮揚ナノ粒子と呼ばれる。近年、2つのナノ粒子をトラップすることで、粒子間の双極子-双極子相互作用が非相反性を示すことが明らかになった。そこで本研究では、浮揚ナノ粒子を1列に並べることで、非相反ホッピングをもつ非エルミート強束縛模型を実現し、非エルミート物理を探索する上で理想的なプラットフォームになり得ることを提案した。実際、制御可能な相互作用は、これまでの非エルミート系のプラットフォームで実現困難であったパラメータ領域やセットアップを容易に実現することができる。系の解析の結果、非エルミート表皮効果によって誘起される臨界相や動的不安定相が見出された。また、双極子-双極子相互作用が非相反長距離相互作用であることに起因して、バンド構造や一般化ブリルアンゾーンに特異点が現れることも明らかになった。

This year, the following topics were selected: (1)"Theory of Non-particle Physics" and (2)"Research of Non-particle Physics". 1. Non-crystalline materials and materials are calculated according to the theory of non-crystalline materials. This theory is not only established in the first dimensional system, but also constructed in the second dimensional system. In this paper, we propose a two-dimensional non-linear system to construct a theoretical framework. 3. The calculation is successful. The calculation results show that the physical properties of the system are introduced. For example, the definition of a non-uniform object, the generalization of a uniform object, the definition of a uniform object, and the definition of a uniform object 2. The wavelength of light is small, and the object is small. The object is floating and the particle is calling. In recent years, two kinds of particles have been discovered, and the dipole-dipole interaction between particles has been shown to be non-reciprocal. In this paper, we propose an ideal model for the exploration of non-polar physics. In fact, the control of possible interactions is difficult to achieve, and it is easy to achieve. As a result of the analysis of the system, the unstable phase of the critical phase was found in the non-equilibrium phase. Bipolar-dipole interaction is a non-opposite long-distance interaction.

项目成果

Scaling rule for the critical non-Hermitian skin effect

• DOI: 10.1103/physrevb.104.165117
• 发表时间: 2021-07
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Kazuki Yokomizo;S. Murakami

Non-Hermitian physics of levitated nanoparticle array

• DOI: 10.1103/physrevresearch.5.033217
• 发表时间: 2023-01
• 期刊: Physical Review Research
• 影响因子: 4.2
• 作者: Kazuki Yokomizo;Yuto Ashida

Non-Bloch bands in two-dimensional non-Hermitian systems

• DOI: 10.1103/physrevb.107.195112
• 发表时间: 2022-10
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Kazuki Yokomizo;S. Murakami

Non-Hermitian waves in a continuous periodic model and application to photonic crystals

• DOI: 10.1103/physrevresearch.4.023089
• 发表时间: 2021-12
• 期刊: Physical Review Research
• 影响因子: 4.2
• 作者: Kazuki Yokomizo;Taiki Yoda;S. Murakami

Non-Hermitian band topology with generalized inversion symmetry

• DOI: 10.1103/physrevb.103.205205
• 发表时间: 2021-03
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: R. Okugawa;R. Takahashi;Kazuki Yokomizo