論文の概要: Mediated interactions and photon bound states in an exciton-polariton mixture

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.04659v3
• Date: Wed, 13 May 2020 17:18:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-30 01:03:33.050841
• Title: Mediated interactions and photon bound states in an exciton-polariton mixture
• Title（参考訳）: エキシトン-ポーラリトン混合系の相互作用と光子結合状態
• Authors: A. Camacho-Guardian, M. Bastarrachea-Magnani and G. M. Bruun
• Abstract要約: 半導体マイクロキャビティにおけるエキシトン-ポラリトン混合物中の光子-光子相互作用について検討した。 励起子間の非摂動相関と強い光-物質結合を考慮に入れた理論を用いて、有効相互作用の高いチューニング性を示す。 本研究は、非線形光学材料と新しいハイブリッド光物質量子システムを実現するための新たな経路を開拓する。
• 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: The quest to realise strongly interacting photons remains an outstanding challenge both for fundamental science and for applications. Here, we explore mediated photon-photon interactions in a highly imbalanced two-component mixture of exciton-polaritons in a semiconductor microcavity. Using a theory that takes into account non-perturbative correlations between the excitons as well as strong light-matter coupling, we demonstrate the high tunability of an effective interaction between quasiparticles formed by minority component polaritons interacting with a Bose-Einstein condensate (BEC) of a majority component polaritons. In particular, the interaction, which is mediated by the exchange of sound modes in the BEC can be made strong enough to support a bound state of two quasiparticles. Since these quasiparticles consist partly of photons, this in turn corresponds to a dimer state of photons propagating through the BEC. This gives rise to a new light transmission line where the bound state wave function is directly mapped onto correlations between outgoing photons. Our findings open up new routes for realising highly non-linear optical materials and novel hybrid light-matter quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 強く相互作用する光子を実現しようとする試みは、基礎科学と応用の両方において際立った課題である。 ここでは, 半導体マイクロキャビティ中のエキシトン-ポーラリトン2成分混合物中の光子-光子相互作用について検討する。 励起子間の非摂動相関と強い光-物質結合を考慮に入れた理論を用いて、多数成分分極のボース・アインシュタイン凝縮体(BEC)と相互作用する少数成分分極子によって形成される準粒子間の効果的な相互作用の高いチューニング性を示す。 特に、BECにおける音響モードの交換によって媒介される相互作用は、2つの準粒子の境界状態を支持するのに十分強くできる。 これらの準粒子は光子からなるため、これはBECを介して伝播する光子の二量体状態に対応する。 これにより、境界状態の波動関数が外部光子間の相関に直接マッピングされる新しい光伝送線が生まれる。 本研究は、非線形光学材料と新しいハイブリッド光物質量子システムを実現するための新たな経路を開拓する。

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