論文の概要: Giant Emitters in a Structured Bath with Non-Hermitian Skin Effect

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.16148v1
• Date: Wed, 30 Aug 2023 17:02:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-31 12:45:59.054319
• Title: Giant Emitters in a Structured Bath with Non-Hermitian Skin Effect
• Title（参考訳）: 非エルミート皮膚効果を有する構造浴槽内の巨大エミッタ
• Authors: Lei Du, Lingzhen Guo, Yan Zhang, and Anton Frisk Kockum
• Abstract要約: ジャイアントエミッターは非局所場-エミッター相互作用に由来する。 巨大放射体が非エルミート浴に結合された場合、どのように振る舞うかを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.3507055611289123
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Giant emitters derive their name from nonlocal field-emitter interactions and feature diverse self-interference effects. Most of the existing works on giant emitters have considered Hermitian waveguides or photonic lattices. In this work, we unveil how giant emitters behave if they are coupled to a non-Hermitian bath, i.e., a Hatano-Nelson (HN) model which features a non-Hermitian skin effect due to the asymmetric inter-site tunneling rates. We show that the behaviors of the giant emitters are closely related to the stability of the bath. In the convectively unstable regime, where the HN model can be mapped to a pseudo-Hermitian lattice, a giant emitter can either behave as in a Hermitian bath or undergo excitation amplification, depending on the relative strength of different emitter-bath coupling paths. Based on this mechanism, we can realize protected nonreciprocal interactions between giant emitters, with nonreciprocity opposite to that of the bath. Such giant-emitter effects are not allowed, however, if the HN model enters the absolutely unstable regime, where the coupled emitters always show secular energy growth. Our proposal provides a new paradigm of non-Hermitian quantum optics, which may be useful for, e.g., engineering effective interactions between quantum emitters and performing many-body simulations in the non-Hermitian framework.
• Abstract（参考訳）: ジャイアントエミッターの名称は、非局所的なフィールド-エミッター相互作用と多様な自己干渉効果に由来する。 巨大エミッタに関する既存の作品の多くは、エルミート導波路やフォトニック格子と考えられる。 本研究では,非エルミタン浴と結合した場合の巨大エミッタの挙動を明らかにする。すなわち,非エルミタン系スキン効果を特徴とするハタノ・ネルソン(HN)モデルである。 ジャイアントエミッターの挙動は浴槽の安定性と密接に関連していることが示された。 HNモデルを擬エルミート格子にマッピングできる対流不安定な状態において、巨大なエミッタは、異なるエミッタ-バス結合経路の相対強度に応じて、エルミート浴や励起増幅のように振る舞うことができる。 この機構により,浴槽とは逆の非相互性を持つ巨大エミッタ間の保護された非相互相互作用を実現することができる。 このような巨大エミッタ効果は許されないが、HNモデルが絶対不安定な状態に入ると、結合エミッタは常に世俗的なエネルギー成長を示す。 この提案は、例えば量子エミッタ間の効果的な相互作用や、非エルミタンフレームワークにおける多体シミュレーションの実行に有用な、非エルミタン量子光学の新しいパラダイムを提供する。

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