𝒫𝒯对称非厄米腔磁力力学中的光子自旋霍尔效应
非厄米腔磁力力学系统同时整合了磁子-光子和磁子-声子的相互作用,不仅催生了包括例外点增强传感在内的丰富物理现象,还为实现拓扑相变和非互易量子转换提供了新途径。这些相互作用显著影响着弱探测场的光学响应特性,为量子技术开辟了创新应用方向。该研究采用钇铁石榴石(YIG)球体与微波腔耦合的架构:YIG球的磁子模通过微波场直接激发,而腔模则采用弱场探测方案进行测量。行波场与磁子模的直接相互作用在系统中诱导出增益效应,从而构建出非厄米动力学体系。研究团队设计并分析了混合非厄米腔磁力力学系统的宇称-时间(𝒫𝒯)对称行为。本征谱分析表明,当行波场与腔体x轴呈π/2夹角时,在可调谐的有效磁子-光子耦合条件下会出现三阶例外点(EP₃)。在此系统中进一步考察了反射探测场中的光子自旋霍尔效应(PSHE)。研究发现,在增益-损耗平衡且存在有效磁子-声子耦合的情形下,通过调节有效磁子-光子耦合强度,可在𝒫𝒯对称破缺相、EP₃点以及𝒫𝒯对称相对PSHE实现相干调控。研究证实有效磁子-光子耦合能大幅增强或抑制PSHE,同时深入分析了腔内长度对PSHE的影响,为横向位移的精细调控提供了新参量。这些发现建立了PSHE与非厄米本征谱之间的直接关联,证实非厄米腔磁力力学平台是实现可调光子功能的有效途径,在量子开关和精密传感领域具有直接应用前景。



