論文の概要: Characterizing superradiant dynamics in atomic arrays via a cumulant expansion approach

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.11895v1
• Date: Mon, 21 Nov 2022 22:49:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-17 23:07:10.895149
• Title: Characterizing superradiant dynamics in atomic arrays via a cumulant expansion approach
• Title（参考訳）: 累積展開法による原子配列の超ラジアントダイナミクスのキャラクタリゼーション
• Authors: Oriol Rubies-Bigorda, Stefan Ostermann and Susanne F. Yelin
• Abstract要約: サブ波長格子間隔を持つ秩序原子配列は、光を集合的に放出する。 完全に反転した原子配列の場合、これは初期の放射線のバーストと、初期の時点で原子間のコヒーレンスを高速に蓄積する。 累積展開法をベンチマークし, 協調的ダイナミクスを正確に捉えた結果, 超放射能が得られることを示した。
• 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: Ordered atomic arrays with subwavelength lattice spacing emit light collectively. For fully inverted atomic arrays, this results in an initial burst of radiation and a fast build up of coherences between the atoms at initial times. Based on a cumulant expansion of the equations of motion, we derive exact analytical expressions for the emission properties and numerically analyze the full many-body problem resulting in the collective decay process for unprecedented system sizes of up to a few hundred atoms. We benchmark the cumulant expansion approach and show that it correctly captures the cooperative dynamics resulting in superradiance. For fully inverted arrays, this allows us to extract the scaling of the superradiant peak with particle number. For partially excited arrays where no coherences are shared among atoms, we also determine the critical number of excitations required for the emergence of superradiance in one- and two-dimensional geometries. In addition, we study the robustness of superradiance in the case of non-unit filling and position disorder.
• Abstract（参考訳）: サブ波長の格子間隔を持つ秩序原子配列は、集合的に光を発する。 完全に反転した原子配列の場合、これは初期の放射線のバーストと、初期の時点で原子間のコヒーレンスを高速に蓄積する。 運動方程式の累積展開に基づいて、放射特性の正確な解析式を導出し、全多体問題を数値解析し、最大数百個の原子からなる前例のないシステムサイズの集団崩壊過程を導出する。 我々は累積拡大アプローチをベンチマークし,超高次性をもたらす協調ダイナミクスを正しく捉えていることを示す。 完全逆配列に対しては、超放射能ピークのスケーリングを粒子数で抽出することができる。 原子間でコヒーレンスが共有されない部分励起配列に対しては、1次元および2次元の幾何学において超放射能の出現に必要な励起の臨界数も決定する。 また,非単位充填および位置障害における超放射能の堅牢性について検討した。

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