論文の概要: Solving and Completing the Rabi-Stark Model in the Ultrastrong Coupling Regime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.08115v1
• Date: Wed, 16 Aug 2023 03:01:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-17 15:03:11.179765
• Title: Solving and Completing the Rabi-Stark Model in the Ultrastrong Coupling Regime
• Title（参考訳）: 超強結合レジームにおけるラビスタークモデルの解法と解法
• Authors: Gen Li, Hao Zhu, and Guo-Feng Zhang
• Abstract要約: 超強結合系における解析エネルギースペクトルを導出する。 基底状態の平均光子数における正則な「階段」パターンを観測する。 従来のRabi-Starkモデルと若干異なる位相境界を解析的に決定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.645443650115086
• License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
• Abstract: In this work,we employ a unitary transformation with a suitable parameter to convert the quantum Rabi-Stark model into a Jaynes-Cummings-like model. Subsequently, we derive the analytical energy spectra in the ultrastrong coupling regime. The energy spectra exhibit a phenomenon known as spectral collapse, indicating the instability of the model due to the unboundedness of its energy from below at higher coupling parameters. To stabilize the Rabi-Stark model, we introduce a nonlinear photon-photon interaction term. We then compare the modified model with the original model in the classical oscillator (CO) limit. Interestingly, we observe a regular "staircase" pattern in the mean photon number of the ground state. This pattern exhibits a fixed slope and equal step width, which we determine analytically. Moreover, we analytically determine the phase boundary, which slightly differs from that in the original Rabi-Stark model. These findings offer insights into the investigation of those superradiant phase transitions that are unbounded from below due to the phenomenon of spectral collapse.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,量子ラビ・スタークモデルをjaynes-cummings様モデルに変換するのに最適なパラメータを持つユニタリ変換を用いる。 その後、超強結合系における分析エネルギースペクトルを導出する。 エネルギースペクトルはスペクトル崩壊(spectral collapse)として知られる現象を示し、高結合パラメータでのエネルギーのアンバウンド性に起因するモデルの不安定性を示す。 Rabi-Starkモデルを安定させるために、非線形光子-光子相互作用項を導入する。 次に古典振動子(co)極限における修正モデルと元のモデルを比較する。 興味深いことに、基底状態の平均光子数で規則的な「階段」パターンを観測した。 このパターンは一定の傾斜と等段幅を示し,解析的に決定する。 さらに,元のRabi-Starkモデルと若干異なる位相境界を解析的に決定する。 これらの知見は、スペクトル崩壊の現象により下から無界となる超ラジアント相転移の研究の洞察を与える。

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