論文の概要: Emergent quantum phase transition of a Josephson junction coupled to a
high-impedance multimode resonator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.06383v1
- Date: Wed, 12 Jul 2023 18:13:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-14 16:48:32.213269
- Title: Emergent quantum phase transition of a Josephson junction coupled to a
high-impedance multimode resonator
- Title（参考訳）: 高インピーダンスマルチモード共振器に結合したジョセフソン接合の創発的量子相転移
- Authors: Luca Giacomelli and Cristiano Ciuti
- Abstract要約: 抵抗環境に結合したジョセフソン接合は、長年の根本的な問題である。
モード数が増加すると、多重モード共振器に結合した接合の創発的臨界度について検討する。
遷移点において、スペクトルは低周波に限らず普遍性を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.07614628596146598
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Understanding phase transitions of quantum systems non-perturbatively coupled
to reservoirs is challenging. In particular, the physics of a single Josephson
junction coupled to a resistive environment is a long-standing fundamental
problem at the center of an intense debate, strongly revived by the advent of
superconducting platforms with high-impedance multi-mode resonators. Here we
investigate the emergent criticality of a junction coupled to a multimode
resonator when the number of modes is increased. We demonstrate analytically
how the multi-mode environment renormalizes the Josephson and capacitive
energies of the junction: for a homogeneous transmission line, in the
thermodynamic limit the ratio between the renormalized Josephson and capacitive
energies diverges when the impedance is smaller than the resistance quantum and
vanishes otherwise. The critical behavior is shown not to depend on the
extended or compact nature of the Josephson junction phase. Via exact
diagonalization, we find that the transition surprisingly stems from a level
anticrossing involving not the ground state, but the first excited state, whose
energy gap vanishes in the thermodynamic limit. We show that at the transition
point the spectrum displays universality not only at low frequencies. In
agreement with recent experiments, we reveal striking spectral signatures of
the phase transition.
- Abstract（参考訳）: 貯留層に非摂動結合した量子系の相転移を理解することは困難である。
特に、抵抗環境に結合したジョセフソン接合の物理学は、高インピーダンス多モード共振器による超伝導プラットフォームの出現によって強く復活した激しい議論の中心における長年の根本的な問題である。
ここでは,モード数が増加すると,多モード共振器に結合した接合の創発的臨界度について検討する。
多モード環境が接合のジョセフソンと容量エネルギーを再正規化する方法を解析的に示す:等質伝送線の場合、非正規化ジョセフソンと容量エネルギーの比は、インピーダンスが抵抗量子よりも小さいときに分岐し、それ以外は消滅する。
臨界挙動はジョセフソン接合相の拡張的あるいはコンパクトな性質に依存しないことが示されている。
正確な対角化によって、遷移は基底状態ではなく、エネルギーギャップが熱力学的極限で消滅する最初の励起状態を含む準反交差によって驚くほど生じることが分かる。
遷移点において、スペクトルは低周波だけでなく普遍性を示す。
最近の実験と一致して、相転移の顕著なスペクトルシグネチャが明らかにされる。
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