論文の概要: Attaining near-optimal Dicke superradiance in a large spatial scale
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.18330v1
- Date: Thu, 30 Nov 2023 08:01:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-01 17:29:44.602922
- Title: Attaining near-optimal Dicke superradiance in a large spatial scale
- Title（参考訳）: 大規模空間スケールにおけるDicke超放射能の近似
- Authors: Jun Ren, Shicheng Zhu and Z. D. Wang
- Abstract要約: エプシロン-ネアゼロ(ENZ)材料は、その無限の有効波長のため、長距離相互作用の自然なメディエーターである。
ENZ材料は空間的拡張性, ほぼ最適Dicke超放射能を実現する大きな可能性を秘めている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Dicke superradiance is the first example for collective emission that is the
hallmark of light-matter interaction. Superradiance for arrays of inverted
emitters in free space only survives at tiny emitter-to-emitter distances and
requires interactions beyond the nearest-neighbor. Epsilon-near-zero (ENZ)
materials are natural mediators for long-range interactions because of their
infinite effective wavelengths. We study the superradiance properties in two
types of ENZ structures, plasmonic waveguide and dielectric photonic crystal,
and show that ENZ materials have great potential to realize spatially extended
and near-optimal Dicke superradiance. We perform this by applying the method we
derived to determine the occurrence of superradiance that is applicable to
complex coupling cases. Additionally, we determine the role of quantum
coherence in collective emission dynamics for the case of all-to-all
interaction by numerically analyzing the emission dynamics of a few-emitter
system. We also show that the maximum quantum coherence in the system can be
determined using the maximum photon burst rate. The findings of this paper have
prospective applications in quantum information processing and light-matter
interaction, and they can be implemented by current experiments.
- Abstract（参考訳）: ディック超放射能は、光-物質相互作用の指標である集合放出の最初の例である。
自由空間における逆エミッタの配列の超輝度は、小さなエミッタからエミッタまでの距離でしか生き残らず、最も近い近傍の相互作用を必要とする。
epsilon-near-zero (enz) 材料は、その無限有効波長のため、長距離相互作用の自然なメディエーターである。
プラズモニック導波路と誘電体フォトニック結晶の2種類のenz構造における超ラジアン特性について検討し,enz材料が空間拡張および近接光学的ディッケ超ラジアンスを実現する大きな可能性を示す。
複雑な結合の場合に適用可能な超放射能の発生を判定するために,提案手法を適用した。
さらに,少数のエミッタ系のエミッションダイナミクスを数値的に解析することにより,全対全相互作用における集団エミッションダイナミクスにおける量子コヒーレンスの役割を決定する。
また,システム内の最大量子コヒーレンスを最大光子バーストレートを用いて決定できることを示す。
本稿では,量子情報処理と光-物質相互作用に将来的な応用が期待でき,現在の実験で実現可能である。
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