論文の概要: Controlling Collective Phenomena Via the Quantum State of Interaction-Mediators: Changing the Criticality of Photon-Mediated Superconductivity Via Fock States of Light
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.07131v2
- Date: Tue, 07 Oct 2025 20:13:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-09 19:00:13.054722
- Title: Controlling Collective Phenomena Via the Quantum State of Interaction-Mediators: Changing the Criticality of Photon-Mediated Superconductivity Via Fock States of Light
- Title（参考訳）: 相互作用媒質の量子状態における集合現象の制御-光のフォック状態における光子媒質超伝導の臨界性の変化-
- Authors: Ahana Chakraborty, Michele Pini, Martina S. Zündel, Francesco Piazza,
- Abstract要約: 異なる量子状態における相互作用のメディエータを作成することにより、2体散乱と結果として生じる集合現象はどのように影響を受けるか?
純粋なフォック状態の光子を調製することで、ペア相関を強化し、超伝導相転移の臨界性を変化させることさえできることを示した。
また,Fock状態の熱混合物は各成分の強い対相関を正則化し,バーディーン・クーパー・シュリーファー臨界度が標準となることを示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: How are two-body scattering and the resulting collective phenomena affected by preparing the mediator of interactions in different quantum states? This question has recently become experimentally relevant in a specific non-relativistic version of QED implemented within materials, where standard techniques of quantum optics are available for the preparation of desired quantum states of the photon mediating interactions between matter's constituents. We develop the necessary non-equilibrium approach for computing the vertex function and find that, in addition to the energy and momentum structure of the scattering, a further structure emerges which reflects the Hilbert-space distribution of the mediator's quantum state. This emergent structure becomes non-trivial for non-Gaussian quantum states of the mediator, and can dramatically affect scattering and collective phenomena. As a first application, we show that by preparing photons in pure Fock states one can enhance pair correlations, and even modify the criticality of the superconducting phase transition. Our results also reveal that the thermal mixture of Fock states regularises the strong pair correlations present in each of its components, yielding the standard Bardeen-Cooper-Schrieffer criticality. Besides the above QED platform, ultracold atomic mixtures are among the most promising candidates for the experimental implementation of these ideas.
- Abstract（参考訳）: 異なる量子状態における相互作用のメディエータを作成することにより、2体散乱と結果として生じる集合現象はどのように影響を受けるか?
この問題は近年、物質内で実装された特定の非相対論的バージョンのQEDにおいて実験的に関係しており、そこでは量子光学の標準的な技術が、物質の成分間の相互作用を媒介する光子の所望の量子状態の準備のために利用できる。
我々は頂点関数の計算に必要な非平衡アプローチを開発し、散乱のエネルギーと運動量構造に加えて、メディエータの量子状態のヒルベルト空間分布を反映するさらなる構造が現れることを確かめる。
この創発的構造は、メディエーターの非ガウス量子状態にとって非自明なものとなり、散乱や集合現象に劇的に影響を与える。
第1の応用として、純粋なフォック状態の光子を調製することで、ペア相関を強化し、超伝導相転移の臨界度を修正できることを示す。
また,Fock状態の熱混合物は各成分の強い対相関を正則化し,バーディーン・クーパー・シュリーファー臨界度が標準となることを示した。
上述のQEDプラットフォーム以外にも、超低温原子混合物はこれらのアイデアを実験的に実装する上で最も有望な候補である。
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