論文の概要: Berry Phase and Topology in Ultrastrongly Coupled Quantum Light-Matter Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.01363v2
• Date: Sun, 19 Mar 2023 15:05:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-24 03:21:28.824503
• Title: Berry Phase and Topology in Ultrastrongly Coupled Quantum Light-Matter Systems
• Title（参考訳）: 超強結合量子光マター系のベリー相とトポロジー
• Authors: Kanta Masuki, and Yuto Ashida
• Abstract要約: 2次元の空洞電磁場に超強結合した材料中の量子幾何学と位相を解析するための忠実で効率的な理論フレームワークを開発する。 強結合光マター系の低エネルギー有効理論とハルダンハニカムモデルとのユニタリマッピングについて述べる。
• 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: Strong coupling between matter and quantized electromagnetic fields in a cavity has emerged as a possible route toward controlling the phase of matter in the absence of an external drive. We develop a faithful and efficient theoretical framework to analyze quantum geometry and topology in materials ultrastrongly coupled to cavity electromagnetic fields in two dimensions. The formalism allows us to accurately evaluate geometrical and topological quantities, such as Berry phase and Chern number, in ultrastrong and deep strong coupling regimes. We apply our general framework to analyze a concrete model of massive Dirac fermions coupled to a circularly polarized cavity mode. Surprisingly, in addition to an ordinary transition to the topological phase, our analysis reveals a qualitatively new feature in deep strong coupling regimes, namely, the emergence of reentrant transition to the topologically trivial phase. We also present its intuitive understanding by showing the unitary mapping between the low-energy effective theory of strongly coupled light-matter systems and the Haldane honeycomb model.
• Abstract（参考訳）: キャビティ内における物質と量子化電磁場との強い結合は、外部駆動がない状態で物質相を制御するための経路として考えられる。 二次元の空洞電磁界と超強結合した物質の量子幾何とトポロジーを忠実かつ効率的な理論的枠組みで解析する。 この形式はベリー位相やチャーン数などの幾何学的および位相的量の超強結合状態において正確に評価することができる。 我々は,円偏光キャビティモードに結合した大規模ディラックフェルミオンのモデル解析に一般フレームワークを適用した。 驚くべきことに, 位相相への通常の遷移に加えて, 強結合系における定性的に新しい特徴,すなわち位相的自明な相への相対的遷移の出現を明らかにする。 また, 強結合光マター系の低エネルギー有効理論とハルダンハニカムモデルとのユニタリマッピングを示すことにより, その直感的理解を示す。

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