論文の概要: An analytical double-unitary-transformation approach for strongly and periodically driven three-level systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.10733v1
• Date: Wed, 29 Jan 2020 09:07:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-06-05 07:04:45.407913
• Title: An analytical double-unitary-transformation approach for strongly and periodically driven three-level systems
• Title（参考訳）: 強周期駆動三次系に対する解析的二重ユニタリ変換法
• Abstract要約: 周期的変調および強駆動システムを扱うための二重単位変換手法を開発した。 一般化されたファン・ヴレック摂動理論を利用して、変換されたフロケ行列を扱う。 本手法は, 強い逆結合を持つ多層系を解析的に研究するための有用なツールを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3224139967919974
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Floquet theory combined with the generalized Van Vleck nearly degenerate perturbation theory, has been widely employed for studying various two-level systems that are driven by external fields via the time-dependent longitudinal (i.e., diagonal) couplings. However, three-level systems strongly driven by the time-dependent transverse (i.e., off-diagonal) couplings have rarely been investigated, due to the breakdown of the traditional rotating wave approximation. Meanwhile, the conventional perturbation theory is not directly applicable, since a small parameter for the perturbed part is no longer apparent. Here we develop a double-unitary-transformation approach to deal with the periodically modulated and strongly driven systems, where the time-dependent Hamiltonian has large off-diagonal elements. The first unitary transformation converts the strong off-diagonal elements to the diagonal ones, and the second enables us to harness the generalized Van Vleck perturbation theory to deal with the transformed Floquet matrix and also allows us to reduce the infinite-dimensional Floquet Hamiltonian to a finite effective one. For a strongly modulated three-level system, with the combination of the Floquet theory and the transformed generalized Van Vleck perturbation theory, we obtain analytical results of the system, which agree well with exact numerical solutions. This method offers a useful tool to analytically study the multi-level systems with strong transverse couplings.
• Abstract（参考訳）: 一般化されたファン・ヴレックの摂動理論と組み合わされたフロッケ理論は、時間依存の縦(対角)カップリングを介して外部場によって駆動される様々な二段階系を研究するために広く用いられてきた。 しかし, 従来の回転波近似の崩壊により, 時間依存横結合(対角線外カップリング)によって強く駆動される3段階系は, ほとんど研究されていない。 一方、従来の摂動理論は摂動部分に対する小さなパラメータがもはや明らかでないため、直接適用されない。 ここでは、時間依存ハミルトニアンが大きな非対角的要素を持つ周期変調および強駆動系を扱うための二重単位変換手法を開発する。 第1ユニタリ変換は強対角要素を対角要素に変換し、第2に、一般化されたファン・ヴレック摂動理論を利用して変換されたフロケ行列に対処し、無限次元のフロケ・ハミルトニアンを有限効力に還元することを可能にする。 Floquet理論と変換一般化されたVan Vleck摂動理論を組み合わせることで、強い変調された3レベル系に対して、正確な数値解とよく一致する系の解析結果を得る。 本手法は, 強い逆結合を持つ多層システムの解析ツールとして有用である。

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