論文の概要: Optical response of atom chains beyond the limit of low light intensity:
The validity of the linear classical oscillator model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.01417v1
- Date: Tue, 4 Feb 2020 17:32:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-04 18:46:40.130564
- Title: Optical response of atom chains beyond the limit of low light intensity:
The validity of the linear classical oscillator model
- Title（参考訳）: 低光強度限界を超える原子鎖の光学応答:線形古典振動子モデルの有効性
- Authors: L. A. Williamson and J. Ruostekoski
- Abstract要約: 完全モード整合駆動の場合と定在波駆動の場合について検討する。
個々にエキサイティングな固有モデムにより、この臨界強度はより狭い共鳴とより強く相互作用する系に対して$upsilon_alpha2.5$スケールを持つことが分かる。
$upsilon_alpha3$スケーリングはまた、原子間の量子揺らぎが無視される半古典的な結果に対応する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Atoms subject to weak coherent incident light can be treated as coupled
classical linear oscillators, supporting subradiant and superradiant collective
excitation eigenmodes. We identify the limits of validity of this \emph{linear
classical oscillator model} at increasing intensities of the drive by solving
the quantum many-body master equation for coherent and incoherent scattering
from a chain of trapped atoms. We show that deviations from the linear
classical oscillator model depend sensitively on the resonance linewidths
$\upsilon_\alpha$ of the collective eigenmodes excited by light, with the
intensity at which substantial deviation occurs scaling as a powerlaw of
$\upsilon_\alpha$. The linear classical oscillator model then becomes
inaccurate at much lower intensities for subradiant collective excitations than
superradiant ones, with an example system of seven atoms resulting in critical
incident light intensities differing by a factor of 30 between the two cases.
By individually exciting eigenmodes we find that this critical intensity has a
$\upsilon_\alpha^{2.5}$ scaling for narrower resonances and more strongly
interacting systems, while it approaches a $\upsilon_\alpha^3$ scaling for
broader resonances and when the dipole-dipole interactions are reduced. The
$\upsilon_\alpha^3$ scaling also corresponds to the semiclassical result
whereby quantum fluctuations between the atoms have been neglected. We study
both the case of perfectly mode-matched drives and the case of standing wave
drives, with significant differences between the two cases appearing only at
very subradiant modes and positions of Fano resonances.
- Abstract（参考訳）: 弱いコヒーレント入射光を受ける原子は、サブラジアントおよびスーパーラジアント集団励起固有モードをサポートする、結合した古典線形振動子として扱うことができる。
量子多体マスター方程式を解くことにより, 閉じ込められた原子鎖からのコヒーレントかつ非コヒーレントな散乱を解くことにより, 駆動の強度を増大させる上でのこの擬似古典振動子モデルの妥当性の限界を同定する。
線形古典振動子モデルからの偏差は、光によって励起される集合固有モードの共振線幅$\upsilon_\alpha$に敏感に依存し、$\upsilon_\alpha$のパワーローとしてかなりの偏差が発生する強度が増大することを示した。
線形古典振動子モデル(英語版)は、超ラジアント励起よりもずっと低い強度で不正確となり、7つの原子の例システムでは、2つのケース間で30の係数で入射光強度が異なる臨界入射光強度が生じる。
個々にエキサイティングな固有モデムにより、この臨界強度はより狭い共鳴とより強く相互作用する系に対して$\upsilon_\alpha^{2.5}$のスケーリングを持ち、より広い共鳴に対して$\upsilon_\alpha^3$のスケーリングに近づき、双極子-双極子相互作用が減少する。
また、$\upsilon_\alpha^3$のスケーリングは原子間の量子揺らぎが無視される半古典的結果に対応する。
完全モード整合ドライブの場合と定在波駆動の場合の両方について検討し,極低ラジアントモードのみに出現する2例とファノ共鳴の位置との間に有意差を認めた。
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