Seminário

PT symmetry and Exceptional Points in Optics

Sala 8.2.39, Ciências ULisboa

Por Samit Kumar Gupta (CFTC, Universidade de Lisboa, Portugal).

The ubiquity of synergy and interplay of the physical principles due to symmetry, topology and singularity provides a unique pathway toward emergent nontrivial wave phenomena. Of late, Parity- Time (PT)-symmetry and its breaking at the non-Hermitian singularity known as the exceptional point (EP) have emerged to play a significant role in the new physics explorations in a wide range of areas [1]. Loss is generally seen as a degrading element in the optical context. It turns out, however, that balanced gain and loss may enable a new useful strategy via a novel symmetry paradigm known as PT symmetry. It not only addresses the issue of loss via tailoring judicious gain-loss profiles but also induces a myriad of counterintuitive wave phenomena, such as, exceptional points and phase transition, asymmetric wave transport, nonlinearity-induced effects, and topological properties [2,3]. Coexistence of nonlinearity and non-Hermiticity in optical systems has triggered considerable interest in PT symmetric nonlinear optics. Here, we strive to understand the synergy and interplay of some of the exotic symmetry paradigms, namely, PT symmetry, and the concomitant exceptional points in optical and photonic lattices and wave systems in linear and nonlinear regimes. In particular, we develop insights and understanding of PT symmetry and its breaking in the emergence and manipulation of intriguing wave phenomena in the discrete and continuous optical systems. Some of these may include, for example, PT symmetry and beam dynamics in few sites optical systems [4], bright and dark Bragg solitons in periodic optical systems [5], existence of higher-order EPs and the ensuing wave dynamics [6], extreme wave phenomena in a certain class of nonlocal NLSE systems [7], nonreciprocal light transport [8], non-Hermitian skin effect [9] to mention a few. It is realized that further substantive investigations on PT symmetry-mediated nonlinear wave phenomena and exceptional points may offer distinctive physical insights toward dynamic wave control strategies in nonlinear non-Hermitian optics and photonics, and their broad range of related applications.

  • [1] M-A Miri, A Alu, Science 363, eaar 7709 (2019).
  • [2] VV Konotop, J Yang, DA Zezyulin, Rev. Mod. Phys. 88, 035002 (2016).
  • [3] SK Gupta, Y Zou, XY Zhu, MH Lu, L Zhang, XP Liu, YF Chen, Adv. Mater. 32, 1903639 (2020).
  • [4] SK Gupta, AK Sarma, J. Mod. Opt. 61, 227-233 (2014).
  • [5] SK Gupta, AK Sarma, Europhys. Lett. 105, 44001 (2014).
  • [6] X Zhou, SK Gupta, Z Huang, Z Yan, P Zhan, Z Chen, MH Lu, Z Wang, Appl. Phys. Lett. 113, 101108 (2018).
  • [7] SK Gupta, Opt. Commun. 411, 1-7 (2018).
  • [8] X Zhou §, SK Gupta §, X Zhu, G Su, P Zhan, Y Liu, Z Chen, MH Lu, Z Wang, Phys. Rev. Applied 13, 044037 (2020).
  • [9] X Zhu, H Wang, SK Gupta, H Zhang, B Xie, MH Lu, YF Chen, Phys. Rev. Research 2, 013280 (2020).
10h00-11h00
CFTC - Centro de Física Teórica e Computacional
Cardume

Seminário do Centro de Física Teórica e Computacional, por Ana Machado (IPMA, Lisboa, Portugal).

Pintura representativa de grupo de pessoas

A arte dos oradores, apaixonados pela rainha das ciências, dá o tom a esta sessão.

Seminário do Departamento de Física de Ciências ULisboa, por Sofia Fernandes (FCUL-IBEB).

Seminário do Centro de Estatística e Aplicações da Universidade de Lisboa e do Centro de Matemática Computacional e Estocástica, por Xavier Piulachs (Polytechnic University of Catalonia, Barcelona, Spain).

Título/data/local do evento e fotografia de estudante

Workshop no âmbito do Programa de Promoção da Saúde Mental e do Bem-Estar na ULisboa.

Seminário de Lógica Matemática, por Luís Pereira (Universidade de Lisboa).

Planta

As candidaturas terminam a 20 de março, estando previstos vários eventos de matchmaking para ajudar os participantes a encontrar parceiros para os seus projetos.

Jardins que dialogam, Jardins que se ouvem.

Horta Solar

A 21 de março, CIÊNCIAS celebra o segundo aniversário da Horta Solar, um projeto pioneiro que alia a produção de alimentos à geração de energia limpa.

Pintura abstrata em tons de azul, laranja e amarelo

Seminário do Centro de Física Teórica e Computacional, por Mariana Oliveira (ICECO - Aveiro Institute of Materials, University of Aveiro, Portugal).

Logótipo C-Academy

Combinando teoria e prática, o curso prepara os alunos para compreenderem a infraestrutura digital moderna e aplicarem esses conhecimentos em cenários reais, com foco em arquiteturas robustas, deteção de erros e soluções para redes de alto desempenho.

Alunos de CIÊNCIAS

Uma iniciativa gratuita, dirigida aos estudantes do 1.º e 2.º ciclo de estudos de CIÊNCIAS, com inscrições até 20 de março.

Representação de folhas de árvores

Concerto no âmbito do programa Música na Universidade de Lisboa.

Título "Cybersecurity Executive Program Edição 2025", sobre um fundo em tons de verde

Adotar boas medidas e práticas de Cibersegurança é fundamental nos dias de hoje, para qualquer empresa, para proteger a integridade, confidencialidade e disponibilidade de dados sensíveis e pessoais, reduzindo o risco de ataques e fraudes.

Título/data/local do evento e representação de floresta

Esta é a altura certa para fazer os últimos preparativos para uma agrofloresta viçosa e produtiva que nos dará fruta, biodiversidade e sombra nos meses mais quentes.

Sala de aula

Curso creditado para efeitos de progressão na carreira dos professores do Ensino Secundário dos grupos 500 e 550, com candidaturas até 25 de março.

Logótipo da Semana da Sustentabilidade

O foco da da SDS’25 é abrir espaço à reflexão sobre como as nossas ações, hoje, poderão influenciar o amanhã, sendo, assim, o lema desta Edição “Pelo Futuro, o Amanhã começa Hoje“.

Fotografia de criança a observar plantas com uma lupa

This course aims to explore ways of communicating science to non-specialized audiences, such as policy makers, industry, general public (including students and teachers), through their engagement and participation in citizen science activities.

Reitoria da ULisboa

O ato eleitoral decorrerá nos dias 31 de março e 01 de abril de 2025.

Fotografia de coleção de insetos

The course includes several case studies of insect adaptation, and the most recent overview on insect evodevo, plasticity, ecophysiological responses and conservation under global change.

O maior evento de empregabilidade de CIÊNCIAS, a decorrer nos dias 08 e 09 de abril.

A leading venue for presenting and discussing the latest research, industrial practice and innovations in dependable and secure computing.

Título/data/local do evento e fotografia da cidade de Lisboa

The conference aims to bring together students and young researchers working in Mathematics, Statistics, and Applications with a view to fostering discussions and collaborations amongst participants.

Título "Para um ensino humanista das ciências" e logótipos das entidades organizadoras

O evento tem como tema principal "Para um ensino humanista das ciências" e conta com a participação de vários professores de CIÊNCIAS.

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