論文の概要: Frustrated Superradiant Phase Transition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.01470v2
- Date: Thu, 30 Jun 2022 08:49:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-06 02:11:23.128876
- Title: Frustrated Superradiant Phase Transition
- Title（参考訳）: フラストレーション型超ラジアント相転移
- Authors: Jinchen Zhao, Myung-Joong Hwang
- Abstract要約: フラストレーションは、システムが矛盾する制約のために最低エネルギー構成を見つけられない場合に発生する。
キャビティフィールドの基底状態超放射能が正光子ホッピングエネルギーを同時に最小化できない場合, フラストレーションされた超放射能相転移が生じることを示す。
- 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: Frustration occurs when a system cannot find a lowest-energy configuration
due to conflicting constraints. We show that a frustrated superradiant phase
transition occurs when the ground-state superradiance of cavity fields due to
local light-matter interactions cannot simultaneously minimize the positive
photon hopping energies. We solve the Dicke trimer model on a triangle motif
with both negative and positive hopping energies and show that the latter
results in a six-fold degenerate ground-state manifold in which the
translational symmetry is spontaneously broken. In the frustrated superradiant
phase, we find that two sets of diverging time and fluctuation scales coexist,
one governed by the mean-field critical exponent and another by a novel
critical exponent. The latter is associated with the fluctuation in the
difference of local order parameters and gives rise to site-dependent photon
number critical exponents, which may serve as an experimental probe for the
frustrated superradiant phase. We provide a qualitative explanation for the
emergence of unconventional critical scalings and demonstrate that they are
generic properties of the frustrated superradiant phase at the hand of a
one-dimensional Dicke lattice with an odd number of sites. The mechanism for
the frustrated superradiant phase transition discovered here applies to any
lattice geometries where the anti-ferromagnetic ordering of neighboring sites
are incompatible and therefore our work paves the way towards the exploration
of frustrated phases of coupled light and matter.
- Abstract（参考訳）: フラストレーションは、システムが矛盾する制約のために最低エネルギー構成を見つけられない場合に発生する。
局所光間相互作用によるキャビティ場の基底状態の過放射が正のフォトンホッピングエネルギーを同時に最小化できない場合,フラストレーションの強い超ラジアント相転移が発生する。
負のホッピングエネルギーと正のホッピングエネルギーの両方を持つ三角形モチーフ上のディック・トリマーモデルを解き、後者が翻訳対称性が自然に破れる6倍の退化基底状態多様体となることを示す。
フラストレーションされた超放射能相では,2組の発散時間と変動スケールが共存し,一方は平均場臨界指数,もう一方は新しい臨界指数によって支配される。
後者は、局所的な秩序パラメータの違いの変動と関連しており、フラストレーションされた超ラジカル相の実験プローブとして機能する、サイト依存の光子数臨界指数が生じる。
従来の臨界スケーリングの出現を定性的に説明し、それらが奇数のサイトを持つ1次元ディック格子の手にあるフラストレーションされた超ラジアント相の一般的な性質であることを示す。
ここで発見されたフラストレーション超ラジアント相転移のメカニズムは、隣接するサイトの反強磁性秩序が相容れない任意の格子ジオメトリに適用できるため、我々の研究は、光と物質が結合したフラストレーション相の探索への道を開く。
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