論文の概要: Quantum phase transition of the Jaynes-Cummings model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.13519v3
• Date: Fri, 24 Nov 2023 06:13:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-28 03:50:48.606077
• Title: Quantum phase transition of the Jaynes-Cummings model
• Title（参考訳）: Jaynes-Cummingsモデルの量子相転移
• Authors: Cheng Liu, Jin-Feng Huang
• Abstract要約: 本稿では,Jaynes-Cummings (JC) モデルの量子相転移を示す実験可能なスキームを示す。 ディープストロングJCモデルにおける結合強度と共振周波数の比は、元の量子ラビモデルにおける対応する比より2桁大きい。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.430084892262298
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Herein, we propose an experimentally feasible scheme to show the quantum phase transition of the Jaynes-Cummings (JC) model by modulating the transition frequency of a two-level system in a quantum Rabi model with strong coupling. By tuning the modulation frequency and amplitude, the ratio of the effective coupling strength of the rotating terms to the effective cavity (atomic transition) frequency can enter the deep-strong coupling regime, while the counter-rotating terms can be neglected. Thus, a deep-strong JC model is obtained. The ratio of the coupling strength to resonance frequencies in the deep-strong JC model is two orders of magnitude larger than the corresponding ratio in the original quantum Rabi model. Our scheme can be employed in atom-cavity resonance and off-resonance cases, and it is valid over a broad range. The nonzero average cavity photons of the ground state indicate the emergence of a quantum phase transition. Further, we demonstrate the dependence of the phase diagram on the atom-cavity detuning and modulation parameters. All the parameters used in our scheme are within the reach of current experimental technology. Our scheme provides a new mechanism for investigating the critical phenomena of finite-sized systems without requiring classical field limits, thereby opening a door for studying fundamental quantum phenomena occurring in the ultrastrong and even deep-strong coupling regimes.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,強い結合を持つ量子ラビモデルにおいて,2レベル系の遷移周波数を変調することにより,Jaynes-Cummings(JC)モデルの量子相転移を示す実験可能な手法を提案する。 変調周波数と振幅をチューニングすることにより、回転項の有効結合強度と有効空洞(原子遷移)周波数の比は、逆回転項を無視する一方で、深い結合状態に入ることができる。 これにより、深い強度のJCモデルが得られる。 ディープストロングJCモデルにおける結合強度と共振周波数の比は、元の量子ラビモデルにおける対応する比より2桁大きい。 本手法は,原子キャビティ共鳴やオフ共振の場合に適用でき,幅広い範囲で有効である。 基底状態の非ゼロ平均キャビティ光子は、量子相転移の出現を示している。 さらに, 位相図の原子キャビティ分解および変調パラメータへの依存性を示す。 提案手法で使用するパラメータはすべて,現在の実験技術の範囲内にある。 本手法は, 古典的場制限を必要とせず, 有限大系の臨界現象を調べるための新たなメカニズムを提供し, 超強結合系や深結合系で発生する基本量子現象の研究の扉を開く。

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