論文の概要: Breakdown of steady-state superradiance in extended driven atomic arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.10824v1
- Date: Fri, 17 Nov 2023 19:04:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-22 13:56:54.315980
- Title: Breakdown of steady-state superradiance in extended driven atomic arrays
- Title（参考訳）: 拡張駆動原子配列における定常超放射能の破壊
- Authors: Stefan Ostermann, Oriol Rubies-Bigorda, Victoria Zhang, Susanne F.
Yelin
- Abstract要約: 我々は、双極子-双極子相互作用によって引き起こされる光-シフトと崩壊速度が、コヒーレントに駆動される量子エミッタの配列の定常特性をどう変えるかを示す。
我々は、平等なオール・ツー・オール相互作用の確立されたディックパラダイムからの分岐が、発光特性を著しく改善することを発見した。
- 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: Recent advances in generating well controlled dense arrangements of
individual atoms in free space have generated interest in understanding how the
extended nature of these systems influences superradiance phenomena. Here, we
provide an in-depth analysis on how space-dependent light-shifts and decay
rates induced by dipole-dipole interactions modify the steady-state properties
of coherently driven arrays of quantum emitters. We characterize the
steady-state phase diagram, with particular focus on the radiative properties
in the steady-state. Interestingly, we find that diverging from the
well-established Dicke paradigm of equal all-to-all interactions significantly
modifies the emission properties. In particular, the prominent quadratic
scaling of the radiated light intensity with particle number in the steady
state - a hallmark of steady-state Dicke superradiance - is entirely
suppressed, resulting in only linear scaling with particle number. We show that
this breakdown of steady-state superradiance occurs due to the emergence of
additional dissipation channels that populate not only superradiant states but
also subradiant ones. The additional contribution of subradiant dark states in
the dynamics leads to a divergence in the time scales needed to achieve steady
states. Building on this, we further show that measurements taken at finite
times for extended atom ensembles reveal properties closely mirroring the
idealized Dicke scenario.
- Abstract（参考訳）: 自由空間における個々の原子の密集配列をよく制御する最近の進歩は、これらの系の拡張された性質が超放射現象にどのように影響するかを理解することに関心を惹いている。
本稿では、双極子-双極子相互作用によって引き起こされる空間依存的な光シフトと減衰速度が、コヒーレント駆動型量子エミッタアレイの定常特性をどのように変化させるかに関する詳細な解析を行う。
我々は定常状態の位相図を特徴づけ、特に定常状態の放射特性に焦点をあてる。
興味深いことに、平等なオール・ツー・オール相互作用の確立されたディッケパラダイムから逸脱すると、放出特性が著しく変化する。
特に、定常状態の粒子数を持つ放射光強度の顕著な2次スケーリング(定常状態のディッケ超放射のホールマーク)は完全に抑制され、粒子数を持つ線形スケーリングのみとなる。
この定常超放射能の崩壊は、超放射能状態だけでなく、亜放射能状態にも出現する追加の散逸チャネルの出現によるものである。
ダイナミックスにおけるサブラジアント暗黒状態のさらなる寄与は、定常状態を達成するのに必要な時間スケールのばらつきにつながる。
これに基づいて、拡張原子アンサンブルの有限時間における測定により、理想化されたディッケのシナリオによく似た性質が明らかにされる。
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