Le professeur Duanduan Wan et le professeur Meng Xiao de l’École de physique de l’Université de Wuhan ont récemment publié une étude dans la revue Examen scientifique national. Leur travail fournit un exemple simple mais intuitif, démontrant à la fois la théorie et les expériences de circuit d’un « lien exceptionnel » (« EX »), un point exceptionnel d’ordre supérieur (HOEP). Ce HOEP est réalisé dans seulement deux résonateurs couplés à l’aide d’un gain non linéaire. De plus, un tel HOEP présente un rapport signal sur bruit ultra-amélioré.
Les points exceptionnels (EP) sous-tendent les avancées récentes de la physique non hermitienne, telles que l’amélioration de la sensibilité, les effets de peau et le tressage de mode. Au cours des dernières années, un débat a eu lieu sur la question de savoir si les EP peuvent ou non améliorer les performances du capteur.
Les arguments possibles incluent des exigences de paramètres strictes, des limites de résolution fondamentales et une amplification du bruit près des EP. Face à ces défis, les chercheurs ont l’intention de conclure que les EP, même les EP d’ordre supérieur (HOEP), améliorent la réactivité au lieu du rapport signal sur bruit. Ici, cette équipe de l’Université de Wuhan montre qu’un tel HOEP activé par la non-linéarité présente non seulement une réactivité divergente, mais également un rapport signal sur bruit divergent.
En explorant la saturation du gain non linéaire dans les systèmes non hermitiens, cette équipe démontre à la fois avec la théorie et des expériences de circuit un lien exceptionnel (EX), un HOEP, dans seulement deux résonateurs couplés (voir la première image). Curieusement, les difficultés mentionnées ci-dessus rencontrées pour d’autres EP dans la détection peuvent être naturellement réconciliées en raison de la corrélation de dimension exquise dans ce système non linéaire. De plus, le rapport signal sur bruit est significativement amélioré à proximité du HOEP (voir la deuxième image).
Ce résultat peut avoir des impacts instantanés significatifs sur la compréhension fondamentale des singularités exceptionnelles des systèmes non hermitiens non linéaires, et peut ouvrir de nouvelles voies pour des applications telles que les mesures ultrasensibles.
Plus d’information:
Kai Bai et al, la non-linéarité a permis des singularités exceptionnelles d’ordre supérieur avec un rapport signal sur bruit ultra-amélioré, Examen scientifique national (2022). DOI : 10.1093/nsr/nwac259