論文の概要: Light-matter interactions near photonic Weyl points
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.12885v1
- Date: Wed, 23 Dec 2020 18:51:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-19 19:38:12.049337
- Title: Light-matter interactions near photonic Weyl points
- Title（参考訳）: フォトニックワイル点近傍の光間相互作用
- Authors: I\~naki Garc\'ia-Elcano, Jorge Bravo-Abad, Alejandro Gonz\'alez-Tudela
- Abstract要約: ワイル光子は、線形分散を持つ2つの3次元フォトニックバンドが単一の運動量点で退化してワイル点とラベル付けされるときに現れる。
ワイル光浴に結合した単一量子エミッタのダイナミクスをワイル点に対する変形関数として解析する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 68.8204255655161
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Weyl photons appear when two three-dimensional photonic bands with linear
dispersion are degenerate at a single momentum point, labeled as Weyl point.
These points have remarkable properties such as being robust topological
monopoles of Berry curvature as well as an associated vanishing density of
states. In this work, we report on a systematic theoretical study of the
quantum optical consequences of such Weyl photons. First, we analyze the
dynamics of a single quantum emitter coupled to a Weyl photonic bath as a
function of its detuning with respect to the Weyl point and study the
corrresponding emission patterns, using both perturbative and exact treatments.
Our calculations show an asymmetric dynamical behavior when the emitter is
detuned away from the Weyl frequency, as well as different regimes of highly
collimated emission, which ultimately translate in a variety of directional
collective decays. Besides, we find that the incorporation of staggered mass
and hopping terms in the bath Hamiltonian both enriches the observed
phenomenology and increases the tunability of the interaction. Finally, we
analyze the competition between the coherent and dissipative components of the
dynamics for the case of two emitters and derive the conditions under which an
effective interacting spin model description is valid.
- Abstract（参考訳）: ワイル光子は、線形分散を持つ2つの3次元フォトニックバンドが1つの運動量点で縮退したときに現れる。
これらの点は、ベリー曲率のロバストなトポロジカルモノポールであることや、関連する状態の消滅密度など、顕著な性質を持つ。
本研究では、このようなワイル光子による量子光学効果の系統的理論的研究について報告する。
まず,ワイル点に対するデチューニング関数として,ワイルフォトニック浴に結合した単一量子エミッタのダイナミクスを解析し,摂動と厳密な処理の両方を用いて相関放出パターンの研究を行った。
我々の計算では、エミッタがワイル周波数から切り離されたとき、非対称な動的挙動を示し、また様々な方向的集合的崩壊に翻訳される高度に分岐した放出の異なるレジームを示す。
また,浴槽ハミルトニアンにおけるスタッガー質量とホッピング項の取り込みは観察された現象学を豊かにし,相互作用のチューナビリティを増大させることがわかった。
最後に、2つのエミッタの場合のダイナミクスのコヒーレント成分と散逸成分の競合を分析し、効果的な相互作用スピンモデル記述が有効である条件を導出する。
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