光子流体におけるベレジンスキー・コステリッツ・サウレス転移のダイナミクス

閉じ込めの増強に加え、光学系を二次元に制限することによって、新たな光子状態、輸送の変化、独特な非線形効果が生じる。今回我々は、これらの特性を合わせて探り、非線形フォトニック格子におけるベレジンスキー・コステリッツ・サウレス相転移を実験的に実証している。このトポロジカル転移では、渦が対を成して形成された後、束縛が解け、光子流体から自由（トポロジカル）電荷のプラズマ様ガスへとダイナミクスが変化する。我々は、斥力相互作用と引力相互作用（強磁性状態と反強磁性状態のフォトニクス版）の両者について自由渦の数と相関特性を明確に測定し、ベレジンスキー・コステリッツ・サウレス転移の従来型熱力学を確認した。さらに我々は、渦が非一様流によって核生成し、生じた不安定性によって駆動されるという、純粋流体解釈を提案する。今回の結果は、光流体力学の基礎であり、温度と相互作用が適切に制御されなければ二次元フォトニックデバイスに影響を及ぼし得る。