論文の概要: Cooperative photon emission rates in random atomic clouds
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.06055v2
- Date: Wed, 13 Dec 2023 17:35:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-14 23:21:11.292823
- Title: Cooperative photon emission rates in random atomic clouds
- Title(参考訳): ランダム原子雲における協調光子放出速度
- Authors: Viviana Viggiano, Romain Bachelard, Fabio Deelan Cunden, Paolo Facchi,
Robin Kaiser, Saverio Pascazio, Francesco V. Pepe
- Abstract要約: 崩壊速度行列である$S$の特性について検討し、その次元は雲中の原子の数と一致し、協調光子放出の特性についてより深い知見を得る。
- 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 investigate the properties of the cooperative decay modes of a cold atomic
cloud, characterized by a Gaussian distribution in three dimensions, initially
excited by a laser in the linear regime. We study the properties of the decay
rate matrix $S$, whose dimension coincides with the number of atoms in the
cloud, in order to get a deeper insight into properties of cooperative photon
emission. Since the atomic positions are random, $S$ is a Euclidean random
matrix whose entries are function of the atom distances. We show that, in the
limit of a large number of atoms in the cloud, the eigenvalue distribution of
$S$ depends on a single parameter $b_0$, called the cooperativeness parameter,
which can be viewed as a quantifier of the number of atoms that are coherently
involved in an emission process. For very small values of $b_0$, we find that
the limit eigenvalue density is approximately triangular. We also study the
nearest-neighbour spacing distribution and the eigenvector statistics, finding
that, although the decay rate matrices are Euclidean, the bulk of their spectra
mostly behaves according to the expectations of classical random matrix theory.
In particular, in the bulk there is level repulsion and the eigenvectors are
delocalized, therefore exhibiting the universal behaviour of chaotic quantum
systems.
- Abstract(参考訳): 本研究では,3次元のガウス分布を特徴とする冷原子雲の協調崩壊モードの性質について検討した。
崩壊速度行列である$S$の特性について検討し、その次元は雲中の原子の数と一致し、協調光子放出の特性についてより深い知見を得る。
原子位置はランダムであるため、$s$ は原子距離の関数であるユークリッドランダム行列である。
雲内の多数の原子の限界において、s$ の固有値分布は、協調性パラメータと呼ばれる単一のパラメータ $b_0$ に依存する。
b_0$ の非常に小さな値に対して、極限固有値密度はおよそ三角形である。
また、最近傍の間隔分布と固有ベクトル統計についても研究し、減衰速度行列はユークリッド行列であるが、それらのスペクトルの大部分は古典的ランダム行列理論の期待通りに振る舞うことを見出した。
特にバルクにはレベル反発があり、固有ベクトルは非局在化され、カオス量子系の普遍的な振る舞いを示す。
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