Mudança Quiral em Múltiplos Estados Através do Controle da Adiabaticidade em Pontos Excepcionais Circundantes

Resumo O cercamento dinâmico de pontos excepcionais tem atraído interesse significativo nos últimos anos, pois pode facilitar a seletividade de transmissão quiral devido a uma evolução não trivial dos estados próprios. Recentemente, sistemas de múltiplos estados foram explorados, associados a topologias mais complexas que suportam um número maior de pontos excepcionais, mas a troca quiral entre múltiplos estados próprios permaneceu elusiva em experimentos. Aqui, superamos esse desafio dividindo o espaço dos estados próprios em múltiplos subespaços controlando a adiabaticidade. Os estados próprios em diferentes subespaços podem evoluir sem crosstalk, e a troca quiral ocorre à medida que os estados próprios dentro de cada subespaço estão sujeitos a uma transição não adiabática enquanto circundam pontos excepcionais. Demonstraremos experimentalmente esse fenômeno ao relatar a troca quiral para dois grupos de modos ópticos em comprimentos de onda de telecomunicações em um sistema óptico de quatro estados e demonstraremos teoricamente que nossa abordagem pode ser estendida para sistemas de ordem superior. Nossas descobertas abrem novos caminhos para estudar a dinâmica quiral com base na física de pontos excepcionais em sistemas de múltiplos estados e oferecem oportunidades para desenvolver dispositivos fotônicos multiplexados.