論文の概要: Collective Radiance of Giant Atoms in Non-Markovian Regime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.10982v2
• Date: Sat, 7 Jan 2023 03:14:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-12 00:56:26.467350
• Title: Collective Radiance of Giant Atoms in Non-Markovian Regime
• Title（参考訳）: 非マルコフレジームにおける巨大原子の集団放射
• Authors: Qing-Yang Qiu, Ying Wu, and Xin-You L\"u
• Abstract要約: 1次元導波路におけるボゾンモードの連続体と相互作用する2つの巨大人工原子の非マルコフ動力学について検討する。 ある集合状態に対して、崩壊率はディックモデルと標準マルコフの枠組みで予測されるよりもはるかに大きいことが分かる。 BICの閉じ込められた光子/フォノンは、巨大原子のエネルギーレベル分割を変更することで、都合よく再放出される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.798151369038557
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate the non-Markovian dynamics of two giant artificial atoms interacting with a continuum of bosonic modes in a one-dimensional (1D) waveguide. Based on the diagrammatic method, we present the exact analytical solutions, which predict the rich phenomena of collective radiance. For the certain collective states, the decay rates are found to be far beyond that predicted in the the Dicke model and standard Markovian framework, which indicates the occurrence of super-superradiance. The superadiance-to-subradiance transition could be realized by adjusting the exchange symmetry of giant atoms. Moreover, there exists multiple bound states in continuum (BICs), with photons/phonons bouncing back and forth in the cavity-like geometries formed by the coupling points. The trapped photons/phonons in the BICs can also be re-released conveniently by changing the energy level splitting of giant atoms. The mechanism relies on the joint effects of the coherent time-delayed feedback and the interference between the coupling points of giant atoms. This work fundamentally broadens the fields of giant atom collective radiance by introducing non-Markovianity. It also paves the way for a clean analytical description of nonlinear open quantum system with more complex retardation.
• Abstract（参考訳）: 1次元(1次元)導波路におけるボソニックモードの連続体と相互作用する2つの巨大人工原子の非マルコフダイナミクスについて検討した。 図式的手法に基づき,集合的放射能のリッチな現象を予測する厳密な解析解を提案する。 特定の集合状態に対して、崩壊速度はディックモデルや標準マルコフのフレームワークで予測されるよりもはるかに遠く、超超越性の発生を示すことが分かる。 巨大原子の交換対称性を調整することで超原子間遷移を実現することができる。 さらに、連続体(bics)には複数の束縛状態が存在し、光子/フォノンは結合点によって形成される空洞状測地線で前後に跳ね返る。 BICの閉じ込められた光子/フォノンは、巨大原子のエネルギーレベル分割を変更することで、都合よく再放出される。 このメカニズムは、コヒーレントな時間遅延フィードバックと巨大原子の結合点間の干渉の結合効果に依存する。 この研究は、非マルコビアン性を導入することによって、巨大原子集合放射の分野を根本的に広げる。 さらに、より複雑な遅延を持つ非線形開量子システムのクリーンな解析的記述への道を開く。

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