論文の概要: Quantifying the breakdown of the rotating-wave approximation in single-photon superradiance

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.04952v1
• Date: Thu, 9 Dec 2021 14:28:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-05 00:57:25.105368
• Title: Quantifying the breakdown of the rotating-wave approximation in single-photon superradiance
• Title（参考訳）: 単一光子超放射における回転波近似の崩壊の定量化
• Authors: Mads Anders J{\o}rgensen and Martijn Wubs
• Abstract要約: 我々は、量子エミッタによる集合発光を計算する際に、回転波近似の分解について検討する。 自由空間の場合、原子間相互作用の強度を最大2倍に減少させる。 3つ以上の同一のエミッタの場合、原子間相互作用におけるRWAの誤差は、集合放出スペクトルと集団崩壊率の両方に影響を与える。
• 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: We study quantitatively the breakdown of the rotating-wave approximation when calculating collective light emission by quantum emitters, in particular in the weak-excitation limit. Our starting point is a known multiple-scattering formalism where the full light-matter interaction leads to induced inter-emitter interactions described by the classical Green function of inhomogeneous dielectric media. When making the RWA in the light-matter interaction, however, these induced interactions differ from the classical Green function, and for free space we find a reduction of the interatomic interaction strength by up to a factor of two. By contrast, for the corresponding scalar model the relative RWA error for the inter-emitter interaction even diverges in the near field. For two identical emitters, the errors due to the RWA in collective light emission will show up in the emission spectrum, but not in the sub- and superradiant decay rates. In case of two non-identical emitters, also the collective emission rates will differ by making the RWA. For three or more identical emitters, the RWA errors in the interatomic interaction in general affect both the collective emission spectra and the collective decay rates. Ring configurations with discrete rotational symmetry are an interesting exception. Interestingly, the maximal errors in the collective decay rates due to making the RWA do not occur in the extreme near-field limit.
• Abstract（参考訳）: 量子エミッタによる集合発光、特に弱い励起限界の計算における回転波近似の分解を定量的に検討した。 我々の出発点は、全光物質相互作用が非均質誘電体媒体の古典的グリーン関数によって記述されるエミッタ間相互作用を引き起こす、既知の多重散乱形式である。 しかし、光-物質相互作用においてRWAを作るとき、これらの誘起相互作用は古典的なグリーン関数と異なり、自由空間では原子間相互作用の強度を最大2倍に減少させる。 対照的に、対応するスカラーモデルでは、エミッタ間相互作用の相対rwa誤差は、近接場においてさえ発散する。 2つの同一のエミッターの場合、集合発光におけるRWAによる誤差は発光スペクトルに現れるが、サブラジカルと超放射能の崩壊速度には現れない。 同一でない2つのエミッターの場合、RWAを作成することで、集合放出率も異なる。 3つ以上の同一のエミッタの場合、原子間相互作用におけるRWAの誤差は、集合放出スペクトルと集団崩壊率の両方に影響を与える。 離散回転対称性を持つリング構成は興味深い例外である。 興味深いことに、rwaを極端に近接場限度で発生させないことによる集団崩壊率の最大誤差は存在する。

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