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/2307.06383v2
- Date: Wed, 27 Dec 2023 16:06:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-29 22:51:57.034351
- 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: 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。
この遷移は、基底状態ではなく、最初の励起状態を含むレベルの反交差に由来することが判明した。
- 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: 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
multimode resonators. Here we investigate the emergent criticality of a
junction coupled to a multimode resonator when the number of modes is
increased. We demonstrate how the multimode environment renormalizes the
Josephson and capacitive energies of the junction so that in the thermodynamic
limit the charging energy dominates when the impedance is larger than the
resistance quantum and is negligible otherwise, independently from the bare
ratio between the two energy scales and the compact or extended nature of the
phase of the junction. 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 clarify the nature of the two phases by pointing at a different
behaviour of the ground and excited states and 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）: 抵抗性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。
マルチモード環境がジョゼフソンと静電容量エネルギーを再正規化し、熱力学的限界において、インピーダンスが抵抗量子よりも大きいときに充電エネルギーが支配され、2つのエネルギースケールの素比と接合の位相のコンパクトまたは拡張性とは無関係に無視可能であることを示す。
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。
我々は、基底と励起状態の異なる挙動を指差して2相の性質を明らかにし、遷移点において、スペクトルが低周波だけではなく普遍性を示すことを示す。
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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