論文の概要: Regimes of Cavity-QED under Incoherent Excitation: From Weak to Deep
Strong Coupling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.08917v1
- Date: Thu, 16 Dec 2021 14:36:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-04 09:30:09.624238
- Title: Regimes of Cavity-QED under Incoherent Excitation: From Weak to Deep
Strong Coupling
- Title(参考訳): 非コヒーレント励起下でのキャビティQEDのレギュム:弱みから深い結合
- Authors: Alberto Mercurio, Vincenzo Macr\`i, Chris Gustin, Stephen Hughes,
Salvatore Savasta and Franco Nori
- Abstract要約: 量子化単一モード電磁場と相互作用する2レベル原子は、量子ラビモデル(QRM)によって記述される。
本稿では,この系の光子フラックス放出速度を,光-物質相互作用強度に対する2レベル原子の非コヒーレント励起の下で検討する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The prototypical system constituted by a two-level atom interacting with a
quantized single-mode electromagnetic field is described by the quantum Rabi
model (QRM). The QRM is potentially valid at any light-matter interaction
regime, ranging from the weak (where the decay rates exceeds the coupling rate)
to the deep strong coupling (where the interaction rate exceeds the bare
transition frequencies of the subsystems). However, when reaching the
ultrastrong coupling regime, several theoretical issues may prevent the correct
description of the observable dynamics of such a system: (i) the standard
quantum optics master equation fails to correctly describe the interaction of
this system with the reservoirs; (ii) the correct output photon rate is no
longer proportional to the intracavity photon number; and (iii) the appears to
violate gauge invariance. Here, we study the photon flux emission rate of this
system under the incoherent excitation of the two-level atom for any
light-matter interaction strength, and consider different effective
temperatures. The dependence of the emission spectra on the coupling strength
is the result of the interplay between energy levels, matrix elements of the
observables, and the density of states of the reservoirs. Within this approach,
we also study the occurence of light-matter decoupling in the deep strong
coupling regime, and show how all of the obtained results are gauge invariant.
- Abstract(参考訳): 量子化された単一モード電磁場と相互作用する2レベル原子からなる原型系は、量子ラビモデル(QRM)によって記述される。
QRMは、弱い(崩壊速度が結合速度を超える)ものから深い強い結合(相互作用速度がサブシステムの素転移周波数を超える)まで、あらゆる光物質相互作用系において有効である可能性がある。
しかし、超強結合状態に達すると、いくつかの理論的問題は、そのようなシステムの観測可能な力学の正しい記述を妨げうる。
(i)標準量子光学マスター方程式は、この系と貯水池との相互作用を正確に記述できない。
(ii) 正しい出力光子率は、もはやキャビティ内光子数に比例しない。
(iii)ゲージ不変性に違反しているように見える。
本稿では,この系の光子フラックス放出速度を,光-物質相互作用強度に対する2レベル原子の不整合励起の下で検討し,異なる有効温度を考慮した。
発光スペクトルの結合強度への依存性は、エネルギーレベル、観測可能なマトリクス要素、貯水池の状態密度との相互作用の結果である。
提案手法では, 深い強結合状態における光物質脱カップリングの発生についても検討し, 得られた結果のすべてがゲージ不変性を示す。
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