論文の概要: The Jaynes-Cummings model breaks down when the cavity significantly reduces the emitter's free-space emission rate

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.07674v2
• Date: Thu, 19 Jan 2023 13:18:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-20 11:26:44.306918
• Title: The Jaynes-Cummings model breaks down when the cavity significantly reduces the emitter's free-space emission rate
• Title（参考訳）: ジャイネス・カミングス模型は、キャビティがエミッターの自由空間放出率を著しく減少させると崩壊する
• Authors: Martin Blaha, Arno Rauschenbeutel and J\"urgen Volz
• Abstract要約: キャビティがエミッタの放出速度を自由空間に大きく変化しない場合にのみ、Jaynes-Cummingsモデルが適用されることを示す。 我々は、回転波近似の有効範囲内で、すべての規則に適用される正しい理論的記述を提供するハミルトニアンを提案する。
• 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 a single resonator mode and a single quantum emitter is key to a plethora of experiments and applications in quantum science and technology and is commonly described by means of the Jaynes-Cummings model. Here, we show that the Jaynes-Cummings model only applies when the cavity does not significantly change the emitter's emission rate into free-space. Most notably, the predictions made by the Jaynes-Cummings model become increasingly wrong when approaching the ideal emitter-resonator systems with no free-space decay channels. We present a Hamiltonian that provides, within the validity range of the rotating wave approximation, a correct theoretical description that applies to all regimes. As minimizing the coupling to free-space modes is paramount for many cavity-based applications, a correct description of strong light-matter interaction is therefore crucial for developing and optimizing quantum protocols.
• Abstract（参考訳）: 単一共振器モードと単一量子エミッタの強い結合は、量子科学と技術における多くの実験と応用の鍵であり、一般にjaynes-cummingsモデルによって記述される。 ここでは、キャビティがエミッタの放出速度を自由空間に大きく変化しない場合にのみ、Jaynes-Cummingsモデルが適用されることを示す。 特に、自由空間減衰チャネルを持たない理想的なエミッタ共振器系に近づくと、Jaynes-Cummingsモデルによる予測はますます間違っている。 我々は、回転波近似の有効範囲内で、すべての規則に適用される正しい理論的記述を提供するハミルトニアンを提案する。 したがって、自由空間モードへの結合を最小化することは多くのキャビティベースのアプリケーションにとって最重要であり、量子プロトコルの開発と最適化には強い光・物質相互作用の正確な記述が不可欠である。

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