論文の概要: Unconventional Dicke model: Multistabilities and nonequilibrium dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.05686v1
• Date: Tue, 11 Jul 2023 18:00:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-13 15:26:43.460068
• Title: Unconventional Dicke model: Multistabilities and nonequilibrium dynamics
• Title（参考訳）: 非慣習的ディッケモデル:多重安定性と非平衡ダイナミクス
• Authors: Farokh Mivehvar
• Abstract要約: 2レベル原子はキャビティの単一の量子化された放射場と同一に相互作用する。 一般的な$x$-強磁性超放射能に加えて、$x$-強磁性秩序を持つエキゾチックな超放射能状態が解析的に見つかる。 熱力学限界における系の安定性と力学を半古典的手法を用いて検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The Dicke model describes the collective behavior of a sub-wavelength--size ensemble of two-level atoms (i.e., spin-1/2) interacting identically with a single quantized radiation field of a cavity. Across a critical coupling strength it exhibits a zero-temperature phase transition from the normal state to the superradian phase where the field is populated and and the collective spin acquires a nonzero $x$-component, which can be imagined as ferromagnetic ordering of the atomic spins along $x$. Here we introduce a variant of this model where two sub-wavelength--size ensembles of spins interact with a single quantized radiation field with opposite strengths. In addition to the common $x$-ferromagnetic superradiance, we analytically find an exotic superradiant state with $x$-ferrimagnetic ordering, coexisting with $x$-ferromagnetically ordered superradiant state in large parameter regimes. The stability and dynamics of the system in the thermodynamic limit are then examined using a semiclassical approach, which predicts non-stationary behaviors due to the multistabilities. At the end, we also perform small-scale full quantum-mechanical calculations, with results consistent with the semiclassical ones.
• Abstract（参考訳）: ディックモデルは、キャビティの単一の量子化された放射場と同一に相互作用する2レベル原子(スピン-1/2)のサブ波長サイズアンサンブルの集合的挙動を記述する。 臨界結合強度の他に、磁場が集まる常温状態から超ラディアン相へのゼロ温度相転移を示し、集合スピンは非ゼロの$x$成分を取得し、これはx$に沿って原子スピンの強磁性秩序として想像できる。 ここでは、スピンの2つのサブ波長サイズのアンサンブルが、反対の強度を持つ単一の量子化された放射場と相互作用する、このモデルの変種を紹介する。 一般的な$x$-強磁性超放射能に加えて、大きなパラメータ状態において、$x$-強磁性秩序を持つエキゾチックな超放射能状態が、$x$-強磁性秩序を持つ。 熱力学限界における系の安定性と力学を半古典的手法を用いて検討し、乗算性による非定常挙動を予測する。 最終的には、半古典的な計算と一致して、小型の完全量子力学計算も行います。

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