論文の概要: Cavity Quantum Electrodynamics at Arbitrary Light-Matter Coupling Strengths

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.03583v3
• Date: Thu, 18 Mar 2021 00:44:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-29 17:49:55.660840
• Title: Cavity Quantum Electrodynamics at Arbitrary Light-Matter Coupling Strengths
• Title（参考訳）: 任意光-マター結合強度におけるキャビティ量子電磁力学
• Authors: Yuto Ashida, Atac Imamoglu, Eugene Demler
• Abstract要約: 強い結合性を持つ量子光マターシステムは、分析が難しいことで知られている。 そこで本研究では,すべての相互作用強度で光-物質相関を解析するための非摂動的手法を提案する。
• 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: Quantum light-matter systems at strong coupling are notoriously challenging to analyze due to the need to include states with many excitations in every coupled mode. We propose a nonperturbative approach to analyze light-matter correlations at all interaction strengths. The key element of our approach is a unitary transformation that achieves asymptotic decoupling of light and matter degrees of freedom in the limit where light-matter interaction becomes the dominant energy scale. In the transformed frame, truncation of the matter/photon Hilbert space is increasingly well-justified at larger coupling, enabling one to systematically derive low-energy effective models, such as tight-binding Hamiltonians. We demonstrate the versatility of our approach by applying it to concrete models relevant to electrons in crystal potential and electric dipoles interacting with a cavity mode. A generalization to the case of spatially varying electromagnetic modes is also discussed.
• Abstract（参考訳）: 強い結合状態にある量子光物質系は、結合モードごとに多くの励起状態を含む必要があるため、分析が困難であることが知られている。 あらゆる相互作用強度における光・物質相関を非摂動論的に解析する手法を提案する。 我々のアプローチの鍵となる要素は、光-物質相互作用が支配的なエネルギースケールとなる極限において、光と物質の自由の漸近的な分離を達成するユニタリ変換である。 変換フレームでは、物質/光子ヒルベルト空間の切り離しはより大きく結合することで、強結合ハミルトニアンのような低エネルギー有効モデルを体系的に導出することができる。 結晶電位の電子とキャビティモードと相互作用する電気双極子に関する具体的なモデルに適用することで、我々のアプローチの汎用性を実証する。 空間的に変化する電磁モードの一般化についても論じる。

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