論文の概要: Quantum Floquet engineering with an exactly solvable tight-binding chain in a cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.12236v2
• Date: Tue, 24 May 2022 17:08:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-20 21:31:15.697044
• Title: Quantum Floquet engineering with an exactly solvable tight-binding chain in a cavity
• Title（参考訳）: キャビティに完全に溶解可能な密結合鎖を持つ量子フロケット工学
• Authors: Christian J. Eckhardt, Giacomo Passetti, Moustafa Othman, Christoph Karrasch, Fabio Cavaliere, Michael A. Sentef, Dante M. Kennes
• Abstract要約: 単一空洞モードに結合した密結合鎖によって与えられる、正確に解けるモデルを提供する。 我々は,光物質結合の摂動膨張が注意を要し,容易に偽の超放射能相につながることを示した。 さらに,電子単一粒子スペクトル関数と光伝導率の解析式を導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Recent experimental advances enable the manipulation of quantum matter by exploiting the quantum nature of light. However, paradigmatic exactly solvable models, such as the Dicke, Rabi or Jaynes-Cummings models for quantum-optical systems, are scarce in the corresponding solid-state, quantum materials context. Focusing on the long-wavelength limit for the light, here, we provide such an exactly solvable model given by a tight-binding chain coupled to a single cavity mode via a quantized version of the Peierls substitution. We show that perturbative expansions in the light-matter coupling have to be taken with care and can easily lead to a false superradiant phase. Furthermore, we provide an analytical expression for the groundstate in the thermodynamic limit, in which the cavity photons are squeezed by the light-matter coupling. In addition, we derive analytical expressions for the electronic single-particle spectral function and optical conductivity. We unveil quantum Floquet engineering signatures in these dynamical response functions, such as analogs to dynamical localization and replica side bands, complementing paradigmatic classical Floquet engineering results. Strikingly, the Drude weight in the optical conductivity of the electrons is partially suppressed by the presence of a single cavity mode through an induced electron-electron interaction.
• Abstract（参考訳）: 最近の実験的進歩は、光の量子性を利用して量子物質の操作を可能にする。 しかし、Dicke、Rabi、Jaynes-Cummingsのような量子光学系に対するパラダイム的正確に解けるモデルは、対応する固体、量子材料コンテキストにおいて不足している。 ここでは、光の長波長限界に着目して、ピエルス置換の量子化バージョンによって単一の空洞モードに結合されたタイト結合鎖によって与えられる、正確に解けるモデルを提供する。 我々は,光物質結合の摂動膨張が注意を要し,容易に偽の超放射能相につながることを示した。 さらに, キャビティ光子を光物質結合によって圧縮する熱力学限界における基底状態の解析式を提供する。 さらに,電子単一粒子スペクトル関数と光伝導率の解析式を導出する。 我々は,これらの動的応答関数に量子フロケット工学的シグネチャ(例えば,動的局所化のアナログやレプリカサイドバンド)を呈示し,古典的なフロケット工学的な結果を補完する。 厳密には、電子の光伝導率におけるドルーデ重みは、誘導電子-電子相互作用によって単一のキャビティモードの存在によって部分的に抑制される。

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