En el panel superior se muestran dos resonadores emparejados. El resonador izquierdo (rojo) tiene una ganancia no lineal saturable y el otro resonador (azul) tiene una pérdida lineal. Tal sistema no lineal no lineal se puede mapear en un sistema PT simétrico de tres resonadores como se muestra en el panel inferior con resonadores de ganancia lineal (G), neutro (N) y pérdida (L). Crédito: Science China Press
El profesor Duanduan Wan y el profesor Meng Xiao de la Facultad de Física de la Universidad de Wuhan publicaron recientemente un estudio en la revista Revista Nacional de Ciencias. Su trabajo proporciona un ejemplo simple y fácil de usar, que demuestra tanto en circuitos como en experimentos teóricos la existencia de una «relación excepcional» («EX»), un punto excepcional de alto nivel (HOEP). Este HOEP se logra con solo dos resonadores acoplados con la ayuda de una ganancia no lineal. Además, tal HOEP exhibe una relación señal/ruido supermejorada.
Los EP se encuentran en los desarrollos recientes de la física no hermitiana, como la mejora de la sensibilidad, los efectos de piel y el modo de empalme. En los últimos años, ha habido un debate continuo sobre si los EP pueden mejorar o no el rendimiento del sensor.
Los posibles argumentos incluyen requisitos de parámetros estrictos, límites de resolución de referencia y amplificación de ruido cerca de los EP. Ante estos desafíos, los investigadores pretenden concluir que los EP, incluso los EP de alto orden (HOEP), mejoran la respuesta en lugar de la relación señal-ruido. Aquí, este equipo de la Universidad de Wuhan muestra que tal HOEP no lineal no solo muestra una respuesta diferenciada, sino también una relación señal-ruido diferenciada.
(A) El circuito utilizado para la verificación experimental, que muestra inductores (L), condensadores (C), resistencias (R), diodos (D) y amplificador (A). (B) Una fotografía de la instalación experimental. (cf), frecuencias de resonancia medidas (círculos abiertos y diamantes) del sistema junto con las frecuencias propias de estado estacionario de las simulaciones (líneas sólidas). (gj) muestra el comportamiento crítico cerca de los correspondientes EP y EX en (cf), respectivamente. Las líneas continuas son predicciones teóricas. Los errores experimentales estimados (desviación estándar obtenida de 8 mediciones independientes) en (cj) son más pequeños que los tamaños de los marcadores. Para fines de visualización, exageramos las barras de error por un factor de 100, 100, 50, 50, 10, 10, 10 y 10 en (cj), respectivamente. (kn) Mostrar correspondiente (SNR) -1 para diferentes valores de separación y pérdida de fondo.El cian representa la composición teórica. Crédito: Science China Press
Este equipo explora la saturación de ganancia no lineal en sistemas no jerárquicos y demuestra ambos teoría y el circuito experimenta sobre una relación excepcional (EX), la HOEP, dentro de sólo dos resonadores acoplados (ver primera imagen). Curiosamente, las dificultades anteriores encontradas por otros EP en la detección son naturalmente reconciliables debido a la exquisita correlación de dimensiones en este régimen no lineal. Además, la referencia a-proporción de ruido Mejora significativa cerca de HOEP (ver segunda imagen).
Este resultado podría tener importantes implicaciones inmediatas para la comprensión fundamental de las propiedades excepcionales de los sistemas no lineales no jerárquicos y puede abrir nuevas vías para aplicaciones como las mediciones ultrasensibles.
más información:
Kai Bei et al., la no linealidad permitió singularidades excepcionales de alto orden con una relación señal-ruido súper mejorada, Revista Nacional de Ciencias (2022). DOI: 10.1093/nsr/nwac259
Introducción de
Prensa científica china
La frase: Relación de nexo excepcional no lineal con relación señal/ruido ultramejorada (22 de diciembre de 2022) Obtenido el 22 de diciembre de 2022 de https://phys.org/news/2022-12-nonlinear-Exceptional-nexus-ultra-enhanced -Señal-a-Ruido.html
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