多次元励起ダイナミクスと一次元格子の局在転移の合成

複雑ネットワークの励起ダイナミクスは、固体物理学やフォトニクスから生物のシグナル伝達経路やニューロモルフィック回路まで多くの科学分野にわたって、輸送や局在の基礎的側面を説明できる。ネットワークの次元数を大きくした際の影響は非常に重要であるが、サイトと接続の数が指数関数的に増大するため、それらの実装も同様にこれまで以上に困難になる。今回我々は、こうした課題に取り組むために、厳密に局所的な不均一結合を伴う合成一次元格子へ任意のネットワークを写像し、励起サイトでのダイナミクスが正確に複製される普遍的な方法を定式化した。我々は、注意深く設計した平面フォトニック構造における直接実験観察について報告し、最高七次元の超立方格子に伴う非単調な励起減衰を例示するとともに四次元以上に特有の新しい急な局在転移が起こることを実証する。多次元ダイナミクスを実験的に探究し、一次元格子でその特異な特徴を利用するこれまでにない能力によって、フォトニック集積回路などのさまざまな物理系に多くの応用を見いだすことができる。