論文の概要: Integrability, multifractality, and two-photon dynamics in disordered
Tavis-Cummings models
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.03833v1
- Date: Wed, 6 Dec 2023 19:00:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-08 17:01:22.648625
- Title: Integrability, multifractality, and two-photon dynamics in disordered
Tavis-Cummings models
- Title（参考訳）: 混乱したTavis-Cummingsモデルにおける積分性、多重フラクタル性、および2光子ダイナミクス
- Authors: Agnieszka Wierzchucka, Francesco Piazza, Pieter W. Claeys
- Abstract要約: ターヴィス・カミングスモデル(Tavis-Cummings model)は、2レベル量子エミッタ(スピン)の集合が集合キャビティモードに結合されるパラダイム的な中央モードモデルである。
固有状態スペクトルとその局在特性およびダイナミクスへの影響について検討し,非線形フォトニクスに関連する2励起セクターに着目した。
- 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 Tavis-Cummings model is a paradigmatic central-mode model where a set of
two-level quantum emitters (spins) are coupled to a collective cavity mode.
Here we study the eigenstate spectrum, its localization properties and the
effect on dynamics, focusing on the two-excitation sector relevant for
nonlinear photonics. These models admit two sources of disorder: in the
coupling between the spins and the cavity and in the energy shifts of the
individual spins. While this model was known to be exactly solvable in the
limit of a homogeneous coupling and inhomogeneous energy shifts, we here
establish the solvability in the opposite limit of a homogeneous energy shift
and inhomogeneous coupling, presenting the exact solution and corresponding
conserved quantities. We identify three different classes of eigenstates,
exhibiting different degrees of multifractality and semilocalization closely
tied to the integrable points, and study their stability to perturbations away
from these solvable points. The dynamics of the cavity occupation number away
from equilibrium, exhibiting boson bunching and a two-photon blockade, is
explicitly related to the localization properties of the eigenstates and
illustrates how these models support a collective spin description despite the
presence of disorder.
- Abstract（参考訳）: タヴィス・カミングスモデル(Tavis-Cummings model)は、2レベル量子エミッタ(スピン)の集合を集合キャビティモードに結合するパラダイム中央モードモデルである。
本稿では,非線形フォトニクスに関連する2励起セクタに着目し,固有状態スペクトル,局在特性およびダイナミクスへの影響について検討する。
これらのモデルは、スピンとキャビティのカップリングと個々のスピンのエネルギーシフトという2つの障害源を許容する。
このモデルは、均一結合と不均一エネルギーシフトの極限において正確に解けることが知られているが、同次エネルギーシフトと不均一結合の反対限における可解性を確立し、正確な解と対応する保存量を示す。
固有状態の3つの異なるクラスを同定し、可積分点と密接な結びつきを持つ多フラクタル性および半局所化の度合いを示し、これらの解ける点から遠ざかる摂動に対する安定性を研究する。
ボソン束と2光子遮断を示す平衡から離れたキャビティ占有数のダイナミクスは、固有状態の局在特性と明確に関連しており、これらのモデルが乱れがあるにもかかわらず、集合スピン記述をどのようにサポートするかを示している。
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