論文の概要: Theory of Photon Condensation in a Spatially-Varying Electromagnetic Field

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.09088v3
• Date: Thu, 24 Sep 2020 16:16:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-19 10:52:59.641009
• Title: Theory of Photon Condensation in a Spatially-Varying Electromagnetic Field
• Title（参考訳）: 空間変動電磁界における光子凝縮の理論
• Authors: G.M. Andolina, F.M.D. Pellegrino, V. Giovannetti, A.H. MacDonald, M. Polini
• Abstract要約: 空間的に変化する量子空洞場には、no-go定理が適用されないことを示す。 コンドンの不等式を満たす3DESのみが光子凝縮を収容できる。 我々の理論は電子-電子相互作用の強さにおいて非摂動的である。
• 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 realization of equilibrium superradiant quantum phases (photon condensates) in a spatially-uniform quantum cavity field is forbidden by a "no-go" theorem stemming from gauge invariance. We here show that the no-go theorem does not apply to spatially-varying quantum cavity fields. We find a criterion for its occurrence that depends solely on the static, non-local orbital magnetic susceptibility $\chi_{\rm orb}(q)$, of the electronic system (ES) evaluated at a cavity photon momentum $\hbar q$. Only 3DESs satisfying the Condon inequality $\chi_{\rm orb}(q)>1/(4\pi)$ can harbor photon condensation. For the experimentally relevant case of two-dimensional (2D) ESs embedded in quasi-2D cavities the criterion again involves $\chi_{\rm orb}(q)$ but also the vertical size of the cavity. We use these considerations to identify electronic properties that are ideal for photon condensation. Our theory is non-perturbative in the strength of electron-electron interaction and therefore applicable to strongly correlated ESs.
• Abstract（参考訳）: 空間的一様量子空洞場における平衡超放射量子相(光子縮合)の実現は、ゲージ不変性から生じる"no-go"定理によって禁止される。 ここで、no-go定理は空間的に変動する量子空洞場には適用されないことを示す。 その発生の基準は、キャビティフォトン運動量$\hbar q$で評価された電子系(es)の静的で非局所的な軌道磁化率$\chi_{\rm orb}(q)$のみに依存する。 コンドンの不等式 $\chi_{\rm orb}(q)>1/(4\pi)$ を満たす3desだけが光子凝縮を保てる。 実験的に関連する2次元 (2d) ess を準2次元キャビティに埋め込む場合、基準は再び$\chi_{\rm orb}(q)$となるが、キャビティの垂直サイズも含む。 これらの考察を用いて光子凝縮に理想的な電子的性質を同定する。 この理論は電子-電子相互作用の強さにおいて非摂動的であり、従って強く相関したessに適用できる。

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