論文の概要: The Shape of the Electric Dipole Function Determines the Sub-Picosecond
Dynamics of Anharmonic Vibrational Polaritons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.07783v1
- Date: Tue, 17 Mar 2020 15:55:09 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-28 22:21:57.144312
- Title: The Shape of the Electric Dipole Function Determines the Sub-Picosecond
Dynamics of Anharmonic Vibrational Polaritons
- Title(参考訳): 無調波振動分極のサブピコ秒ダイナミクスを決定する電気双極子の形状
- Authors: Johan F. Triana, Federico J. Hern\'andez, Felipe Herrera
- Abstract要約: 振動偏光子波束のフェムト秒ダイナミクスにおける永久双極子モーメントの本質的役割を初めて述べる。
ナノスケール赤外線アンテナとUV-vis光化学または電子トンネルを用いた非断熱的状態生成法を提案する。
- 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: We develop a fully quantum mechanical methodology to describe the static
properties and the dynamics of a single anharmonic vibrational mode interacting
with a quantized infrared cavity field in the strong and ultrastrong coupling
regimes. By comparing multiconfiguration time-dependent Hartree (MCTDH)
simulations for a Morse oscillator in a cavity, with an equivalent formulation
of the problem in Hilbert space, we describe for the first time the essential
role of permanent dipole moments in the femtosecond dynamics of vibrational
polariton wavepackets. We show that depending on the shape of the electric
dipole function $d_e(q)$ along the vibrational mode coordinate $q$, molecules
can be classified into three general families. For molecules that are polar and
have a positive slope of the dipole function at equilibrium, we show that an
initial diabatic light-matter product state without vibrational or cavity
excitations can evolve into a polariton wavepacket with a large number of
intracavity photons, for interaction strengths at the onset of ultrastrong
coupling. This build up of intracavity photon amplitude is accompanied by an
effective $lengthening$ of the vibrational mode of nearly $10\%$, comparable
with a laser-induced vibrational excitation in free space. In contrast,
molecules that are also polar at equilibrium but have a negative slope of the
dipole function, experience an effective mode $shortening$ under equivalent
coupling conditions. Our model predictions are numerically validated using
realistic $ab$-$initio$ potentials and dipole functions for HF and CO$_2$
molecules in their ground electronic states. We finally propose a non-adiabatic
state preparation scheme to generate vibrational polaritons using nanoscale
infrared antennas and UV-vis photochemistry or electron tunneling, to enable
the far-field detection of spontaneously generated infrared quantum light.
- Abstract(参考訳): 強強結合系における量子化された赤外キャビティ場と相互作用する単一無調波振動モードの静的特性と力学を記述するための完全量子力学的手法を開発した。
共振器内のモース発振器のマルチコンフィグレーション時間依存Hartree(MCTDH)シミュレーションとヒルベルト空間における問題の等価な定式化を比較することにより、振動偏光子ウェーブパケットのフェムト秒ダイナミクスにおける永久双極子モーメントの本質的役割を初めて記述する。
振動モード座標 $q$ に沿った電気双極子関数 $d_e(q)$ の形によって分子は3つの一般族に分類できることを示した。
平衡における双極子関数の正の傾きを持つ極性分子に対して, 振動やキャビティ励起を伴わない初期断熱光子生成状態が, 超強結合開始時の相互作用強度のために, 多数の共振器内光子を持つポラリトン波パケットに進化することを示す。
このキャビティ内光子振幅の増大は、自由空間におけるレーザー誘起振動励起に匹敵する10\%の振動モードの効果的な$longening$が伴う。
対照的に、平衡でも極性であるが双極子関数の負の傾きを持つ分子は、等価結合条件下で有効モード $shortening$ を経験する。
モデル予測は, 地上電子状態におけるHFおよびCO$_2$分子の現実的な$ab$-$initio$電位と双極子関数を用いて数値的に検証する。
最後に,ナノスケール赤外線アンテナとuv-vis光化学または電子トンネルを用いた振動ポラリトン生成のための非断熱状態形成法を提案する。
関連論文リスト
- Zeeman polaritons as a platform for probing Dicke physics in condensed matter [2.523996579776851]
スピン-ボソン系はディックモデルとより互換性があり、超強結合光-マッターハイブリッドに対して予測される現象の実験的実現を追求するボソン-ボソン系よりも有利であることを示す。
この結果は、スピン-ボソン系がディックモデルとより互換性があり、超強結合光-マッターハイブリッドに対して予測される現象の実験的実現を追求するボソン-ボソン系よりも有利であることを示している。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-09-25T20:28:01Z) - Mode-multiplexing deep-strong light-matter coupling [0.0]
複数の非共鳴磁気プラズモンモードの協調双極子モーメントを利用する記録-光-マター相互作用の新たな状態を示す。
極端な相互作用は、複数のボゾンモード間の真空エネルギーの強いサブサイクル交換を駆動する。
これは、他の非相互作用モードを結合することによって、相転移を調整するための道を提供する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-09-13T12:27:35Z) - Quantum vibrational mode in a cavity confining a massless spinor field [91.3755431537592]
一方の空洞壁の高調波運動に対する無質量(1+1)次元スピノル場の反応を解析した。
このシステムは、最低摂動順序でボソンをフェルミオン対に変換することができることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-09-12T08:21:12Z) - Probing dynamics of a two-dimensional dipolar spin ensemble using single
qubit sensor [62.997667081978825]
ダイヤモンド結晶表面上の電子スピンの2次元アンサンブルにおける個々のスピンダイナミクスを実験的に検討した。
この不規則に緩やかな緩和速度は、強い力学障害の存在によるものであることを示す。
我々の研究は、強く相互作用する無秩序なスピンアンサンブルにおける量子熱化の微視的研究と制御への道を開いた。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-07-21T18:00:17Z) - Generalization of the Tavis-Cummings model for multi-level anharmonic
systems: insights on the second excitation manifold [0.0]
この研究は、材料が2レベルシステムの集合であるTavis-Cummings(TC)モデルと対照的である。
我々は、巨大な$N2times N2$ Hamiltonianのブルートフォース対角化を単純化する。
2光子吸収を増強できるバイポーラリトンと無調波遷移の間の共鳴条件を見出した。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-02-03T06:33:42Z) - Ultrafast modulation of vibrational polaritons for controlling the
quantum field statistics at mid-infrared frequencies [0.0]
分子振動を閉じ込めた中赤外キャビティ真空と結合することにより、キャビティ場の光数と4次場統計を、サブピコ秒の時間スケールで可逆的に操作できることを示す。
この研究は、分子ベースの中赤外量子光学デバイスを室温で開発するための道を開いた。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-11-12T14:06:58Z) - Long-Range Non-Equilibrium Coherent Tunneling Induced by Fractional
Vibronic Resonances [0.0]
局所フォノンに結合した分子鎖の非平衡励起に対する線形エネルギーバイアスの影響について検討した。
我々は、線形応答理論と均質ポラロン力学の両方とは根本的に異なる構造的および離散的な振動共鳴挙動を明らかにする。
潜在的な応用は、分子エレクトロニクスから光学格子、コヒーレント量子輸送の振動工学による人工光の収穫まで様々である。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-11-11T10:40:38Z) - Molecular Interactions Induced by a Static Electric Field in Quantum
Mechanics and Quantum Electrodynamics [68.98428372162448]
我々は、一様静電場を受ける2つの中性原子または分子間の相互作用を研究する。
我々の焦点は、電場誘起静電分極と分散相互作用への主要な寄与の間の相互作用を理解することである。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-30T14:45:30Z) - Controlled coherent dynamics of [VO(TPP)], a prototype molecular nuclear
qudit with an electronic ancilla [50.002949299918136]
本稿では,[VO(TPP)](バナジルテトラフェニルポルフィリン酸塩)が量子計算アルゴリズムの実装に適していることを示す。
超微細相互作用によって結合された電子スピン1/2を核スピン7/2に埋め込み、どちらも顕著なコヒーレンスによって特徴づけられる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-15T21:38:41Z) - Open-cavity in closed-cycle cryostat as a quantum optics platform [47.50219326456544]
超高機械的安定性を示すクローズドサイクルクライオスタット内に繊維ベースのオープンファブリ・ペロトキャビティを示す。
この一連の結果は,低温空洞QED実験のための汎用的で強力なプラットフォームとして,クローズドサイクルクライオスタットのオープンキャビティを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-09T18:41:48Z) - $\mathcal{P}$,$\mathcal{T}$-odd effects for RaOH molecule in the excited
vibrational state [77.34726150561087]
三原子分子の RaOH はレーザー冷却性とスペクトルの相反する二重項の利点を組み合わせたものである。
断熱ハミルトニアンから導かれる密結合方程式を用いて, 基底電子状態におけるRaOHの偏波関数と励起振動状態を得る。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-12-15T17:08:33Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。