論文の概要: A non-perturbative no-go theorem for photon condensation in approximate models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.09468v5
• Date: Tue, 20 Dec 2022 15:07:17 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-03 04:42:41.578476
• Title: A non-perturbative no-go theorem for photon condensation in approximate models
• Title（参考訳）: 近似モデルにおける光子凝縮の非摂動的ノーゴー定理
• Authors: G.M. Andolina, F.M.D. Pellegrino, A. Mercurio, O. Di Stefano, M. Polini, and S. Savasta
• Abstract要約: truncated, gauge-invariant model に有効な一般のno-go定理を示す。 格子および$M$レベルの系における相互作用電子の場合を明示的に検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Equilibrium phase transitions between a normal and a photon condensate state (also known as superradiant phase transitions) are a highly debated research topic, where proposals for their occurrence and no-go theorems have chased each other for the past four decades. Recent no-go theorems have demonstrated that gauge invariance forbids second-order phase transitions to a photon condensate state when the cavity-photon mode is assumed to be {\it spatially uniform}. However, it has been theoretically predicted that a collection of three-level systems coupled to light can display a first-order phase transition to a photon condensate state. %{It has also been recently shown that truncation of the Hilbert space of the matter system can affect the gauge invariance of the theory. However, it is always possible to obtain approximate Hamiltonians obeying the gauge principle in the truncated Hilbert space.} Here, we demonstrate a general no-go theorem valid also for truncated, gauge-invariant models which forbid first-order as well as second-order superradiant phase transitions in the absence of a coupling with a magnetic field. In particular, we explicitly consider the cases of interacting electrons in a lattice and $M$-level systems.
• Abstract（参考訳）: 正規状態と光子凝縮状態(超ラジアント相転移とも呼ばれる)の間の平衡相転移は、非常に議論を呼んだ研究テーマであり、そこではそれらの発生の提案とノーゴー定理が過去40年間互いに追随してきた。 最近のno-go定理は、キャビティ-フォトンモードが空間的に均一であると仮定した場合、ゲージ不変性は光子凝縮状態への2次相転移を許すことを示した。 しかし、理論上は光に結合した3レベル系の集合が光子凝縮状態への一階相転移を示すことができると予測されている。 %{it} はまた、物質系のヒルベルト空間の切断が理論のゲージ不変性に影響を及ぼすことも最近示されている。 しかし、有界ヒルベルト空間においてゲージ原理に従う近似ハミルトニアンを得ることは常に可能である。 ここでは、磁場とのカップリングが存在しない場合の1次および2次超ラジアント相転移を禁止した、切り離されたゲージ不変モデルに対しても有効な一般のno-go定理を示す。 特に、格子および$m$-レベル系における相互作用電子の場合を明示的に検討する。

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