Rejas topológicas realizadas en la óptica de circuitos superconductores

Área de la Ciencia:

• Física y ingeniería cuántica
• Optomecánica
• Física de la materia condensada

Sus antecedentes:

• La optomecánica de cavidad controla el movimiento mecánico a través de la presión de radiación, lo que permite el control cuántico de los sistemas de ingeniería.
• Los esquemas anteriores utilizaban principalmente sistemas de un solo modo o de pocos modos, lo que limitaba la escalabilidad y la complejidad.
• Las redes optomecánicas ofrecen nuevas dinámicas y aplicaciones mediante la síntesis de estructuras de banda no triviales.

Objetivo del estudio:

• Para superar las limitaciones de escala en los circuitos ópticos de microondas superconductores.
• Demostrar los modos topológicos de microondas en las redes optomecánicas unidimensionales y bidimensionales.
• Desarrollar nuevas técnicas de medición para modos híbridos y Hamiltonianos de celosía.

Principales métodos:

• Implementación de cadenas optomecánicas de circuito unidimensional que realizan el modelo Su-Schrieffer-Heeger.
• Realización de una red de nido de abeja optomecánica bidimensional que imita el modelo de grafeno tensado.
• Explotación de la interacción optomecánica incorporada para la medición directa de las funciones de modo sin sondas locales.

Principales resultados:

• Demostración de los modos topológicos de microondas en redes optomecánicas 1D y 2D.
• Medición directa de las funciones de modo híbrido y reconstrucción del Hamiltoniano de celosía.
• Medición directa del desorden residual dentro de las redes optomecánicas.

Conclusiones:

• Las redes ópticas proporcionan una plataforma escalable para explorar la dinámica cuántica compleja.
• Las nuevas técnicas de medición permiten una caracterización detallada de las propiedades y el desorden de la celosía.
• Este trabajo abre caminos para estudiar la física cuántica de muchos cuerpos, las propiedades topológicas y la dinámica no lineal emergente.