弗洛凯旋转超辐射现象的观测

《Nature》：Observation of Floquet rotational super-radiance

　　

摘要

时间驱动系统为通过时空调制控制波提供了一种框架，从而无需机械位移即可实现有效运动的产生^{1，2，3，4，5，6，7}。在此框架下，行波调制可以模拟运动介质，进而引发诸如多普勒诱导的非互易性^8，9，10。另一个相关效应是从旋转介质中提取能量，理论上认为当波经历足够大的旋转多普勒频移时就会出现这种现象^{11，12，13，14，15，16，17}。由于机械旋转系统需要极高的旋转速度，目前还难以通过实验手段实现这一现象^{18，19，20，21}。在这里，我们展示了如何通过Floquet效应引发的旋转，仅借助时空调制就能实现此类超快旋转状态。当以有效的超光速旋转时，底层时空晶体的能带结构中会出现角动量能隙。这些能隙中存在的参量过程能够高效地从Floquet旋转介质中提取能量，从而在具有耗散特性的光谱带宽内实现轨道波的角动量选择性放大。我们在由时变谐振器构成的环形网络中实现了这一效应，并观察到在具有时空结构介质中，通过非厄米特效应和参量动力学实现的旋转超辐射的Floquet状态。这些结果为研究时空调制介质中的旋转能量传递以及角动量依赖的波放大现象提供了一个可控的研究平台。