論文の概要: Identifying unbound strong bunching and the breakdown of the Rotating Wave Approximation in the quantum Rabi model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.13249v2
• Date: Wed, 11 Oct 2023 01:36:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-16 04:22:18.621608
• Title: Identifying unbound strong bunching and the breakdown of the Rotating Wave Approximation in the quantum Rabi model
• Title（参考訳）: 量子ラビモデルにおける非有界強束の同定と回転波近似の分解
• Authors: \'Alvaro Nodar, Ruben Esteban, Unai Muniain, Michael J. Steel, Javier Aizpurua, and Miko{\l}aj K. Schmidt
• Abstract要約: 我々は、ラビ・ハミルトニアンが支配するシステムから排出される強い、束縛されていない放出を見つける。 驚くべきことに、この効果は超強結合系だけでなく、弱い結合系でも観察される。
• 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: We use a recently derived gauge-invariant formulation of the problem of a two-level system coupled to an optical cavity, to explore the transition between the weak, and the ultra-strong coupling regimes of light-matter interaction. We explore this transition using the intensity correlations $g^{(2)}(\tau)$ of the emitted light, and find strong, unbounded bunching of the emission from systems governed by the Rabi Hamiltonian. Surprisingly, this effect is observed not only in the ultra-strong coupling regime, but also for weakly coupled systems, where the Jaynes-Cummings Hamiltonian would predict the opposite, antibunched emission. This suggests that the higher-order correlations are a particularly sensitive probe of the divergence between the Jaynes-Cummings and Rabi Hamiltonians, and can serve as an indicator of the breakdown of the rotating wave approximation. Our findings indicate also that the boundary between the weakly, strongly, and ultra-strongly coupled dynamics, is much richer than currently accepted.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,光キャビティに結合した2レベル系の問題のゲージ不変式を用いて,光・物質相互作用の弱い状態と超強結合状態の遷移を探究する。 我々は、この遷移を放射光の強度相関である$g^{(2)}(\tau)$を用いて探り、ラビ・ハミルトニアンが支配する系からの強い非有界な放出の束を見つける。 驚くべきことに、この効果は超強結合系だけでなく、Jaynes-Cummings Hamiltonianが反対の反結合放出を予測する弱い結合系にも見られる。 これは、高次相関はjaynes-cummingsとrabi hamiltonianの間の分岐の特に敏感なプローブであり、回転波近似の崩壊の指標であることを示唆している。 また, 弱い, 強い, 超強結合のダイナミックスの境界は, 現在受け入れられているよりもはるかにリッチであることも示唆した。

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