論文の概要: Quantum Multicritical Behavior for Coupled Optical Cavities with Driven Laser Fields

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.04389v2
• Date: Fri, 2 Sep 2022 01:10:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-26 07:05:44.513637
• Title: Quantum Multicritical Behavior for Coupled Optical Cavities with Driven Laser Fields
• Title（参考訳）: レーザー場と結合した光キャビティの量子多臨界挙動
• Authors: Yutao Hu, Yu Zhou, Wenchen Luo, Andrea Trombettoni, and Guoxiang Huang
• Abstract要約: 光学キャビティ内のマイクロ波で結合された2レベル原子アンサンブルと量子化された光場が相互作用するシステムを提案する。 量子臨界点は、光場のラビ周波数が周期的に時間的であれば、リフシッツ点に進化する。 注目すべきは、原子の擬似スピンのテクスチャは、システムの量子臨界挙動を特徴づけるのに使うことができることである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.811778212199368
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum phase transitions with multicritical points are fascinating phenomena occurring in interacting quantum many-body systems. However, multicritical points predicted by theory have been rarely verified experimentally; finding multicritical points with specific behaviors and realizing their control remains a challenging topic. Here, we propose a system that a quantized light field interacts with a two-level atomic ensemble coupled by microwave fields in optical cavities, which is described by a generalized Dicke model. Multicritical points for the superradiant quantum phase transition are shown to occur. We determine the number and position of these critical points and demonstrate that they can be effectively manipulated through the tuning of system parameters. Particularly, we find that the quantum critical points can evolve into a Lifshitz point if the Rabi frequency of the light field is modulated periodically in time. Remarkably, the texture of atomic pseudo-spins can be used to characterize the quantum critical behaviors of the system. The magnetic orders of the three phases around the Lifshitz point, represented by the atomic pseudo-spins, are similar to those of an axial next-nearest-neighboring Ising model. The results reported here are beneficial for unveiling intriguing physics of quantum phase transitions and pave the way towards to find novel quantum multicritical phenomena based on the generalized Dicke model.
• Abstract（参考訳）: 多臨界点を持つ量子相転移は相互作用する量子多体系で起こる驚くべき現象である。 しかし、理論によって予測される複数の臨界点が実験的に検証されることはほとんどなく、特定の振る舞いを持つ多臨界点を発見し、その制御を実現することは難しい課題である。 本稿では、量子化された光場が光キャビティ内のマイクロ波で結合された2レベル原子アンサンブルと相互作用するシステムを提案する。 超ラジアント量子相転移の多臨界点が現れることが示されている。 これらの臨界点の数と位置を決定し、システムパラメータのチューニングによって効果的に操作できることを実証する。 特に、光場のラビ周波数が周期的に時間的に変調された場合、量子臨界点がリフシッツ点へと進化できることがわかった。 驚くべきことに、原子準スピンのテクスチャはシステムの量子臨界挙動を特徴付けるのに使うことができる。 原子準スピンで表されるリフシッツ点周辺の3つの相の磁気秩序は、軸方向の次ネアレスト-neighboring isingモデルと類似している。 ここで報告された結果は、量子相転移の興味深い物理学を明らかにするのに役立ち、一般化されたディッケモデルに基づく新しい量子多臨界現象を見つける道を開く。

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