論文の概要: Adiabaticity parameters for the categorization of light-matter
interaction -- from weak to strong driving
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.10112v2
- Date: Wed, 21 Apr 2021 01:52:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-03 02:31:15.482194
- Title: Adiabaticity parameters for the categorization of light-matter
interaction -- from weak to strong driving
- Title（参考訳）: 弱い運転から強い運転までの光-物質相互作用の分類のための断熱パラメータ
- Authors: Christian Heide, Tobias Boolakee, Takuya Higuchi, Peter Hommelhoff
- Abstract要約: 2レベルシステム(TLS)における光-物質相互作用の理論的および数値的研究
5つの明確な励起規則を同定し、よく知られた断熱パラメータに分類した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.228551869188616
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate theoretically and numerically the light-matter interaction in
a two-level system (TLS) as a model system for excitation in a solid-state band
structure. We identify five clearly distinct excitation regimes, categorized
with well-known adiabaticity parameters: (1) the perturbative multiphoton
absorption regime for small driving field strengths, and four light
field-driven regimes, where intraband motion connects different TLS: (2) the
impulsive Landau-Zener (LZ) regime, (3) the non-impulsive LZ regime, (4) the
adiabatic regime and (5) the adiabatic-impulsive regime for large electric
field strengths. This categorization is tremendously helpful to understand the
highly complex excitation dynamics in any TLS, in particular when the driving
field strength varies, and naturally connects Rabi physics with Landau-Zener
physics. In addition, we find an insightful analytical expression for the
photon orders connecting the perturbative multiphoton regime with the light
field-driven regimes. Moreover, in the adiabatic-impulsive regime, adiabatic
motion and impulsive LZ transitions are equally important, leading to an
inversion symmetry breaking of the TLS when applying few-cycle laser pulses.
This categorization allows a deep understanding of driven TLS in a large
variety of settings ranging from cold atoms and molecules to solids and qubits,
and will help to find optimal driving parameters for a given purpose.
- Abstract（参考訳）: 固体バンド構造における励起のモデルシステムとして, 2レベルシステム(TLS)における光-物質相互作用を理論的・数値的に検討する。
我々は,(1)小運動野強度に対する摂動多光子吸収機構と,(2)イントラバンド運動が異なるTLSに結合する4つの光場駆動系,(2)インパルス型ランダウ・ツェナー(LZ)系,(3)非インパルス型LZ系,(4)断熱型AZ系,(5)大電界強度に対する断熱型アダイバティック・インパルス型レジームの5つを同定した。
この分類は任意のTLSにおける非常に複雑な励起ダイナミクス、特に駆動磁場の強さが変化するときの理解に非常に役立ち、ラビ物理学とランダウ・ツェナー物理学を自然に結びつける。
さらに、摂動多光子状態と光場駆動状態とを繋ぐ光子秩序の洞察に富んだ解析式が見つかる。
さらに、断熱・衝動系では、断熱運動と衝動LZ遷移が等しく重要であり、低サイクルレーザーパルスを印加するとTLSの逆対称性が崩壊する。
この分類は、冷えた原子や分子から固体や量子ビットまで幅広い環境で駆動TLSの深い理解を可能にし、与えられた目的のために最適な駆動パラメータを見つけるのに役立つ。
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