論文の概要: Spin fluctuations in the dissipative phase transitions of the quantum Rabi model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.06376v1
• Date: Mon, 11 Dec 2023 13:35:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-12 15:31:04.157721
• Title: Spin fluctuations in the dissipative phase transitions of the quantum Rabi model
• Title（参考訳）: 量子ラビモデルの散逸相転移におけるスピン揺らぎ
• Authors: Jiahui Li, Rosario Fazio, Yingdan Wang, Stefano Chesi
• Abstract要約: キャビティ崩壊を伴う異方性量子Rabiモデルの散逸相転移について検討する。 本研究は, 単一スピン系において, 極端な非平衡状態を形成する傾向を示すものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.998109397893173
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate the dissipative phase transitions of the anisotropic quantum Rabi model with cavity decay and demonstrate that large spin fluctuations persist in the stationary state, having important consequences on the phase diagram and the critical properties. In the second-order phase transition to the superradiant phase, there is a significant suppression of the order parameter and the appearance of non-universal factors, which directly reflect the spin populations. Furthermore, upon entering a parameter regime where mean-field theory predicts a tricritical phase, we find a first-order phase transition due to the unexpected collapse of superradiance. An accurate and physically transparent description going beyond mean-field theory is established by combining exact numerical simulations, the cumulant expansion, and analytical approximations based on reduced master equations and an effective equilibrium theory. Our findings, compared to the conventional thermodynamic limit of the Dicke model, indicate a general tendency of forming extreme non-equilibrium states in the single-spin system, thus have broad implications for dissipative phase transitions of few-body systems.
• Abstract（参考訳）: キャビティ崩壊を伴う異方性量子Rabiモデルの散逸相転移について検討し、大きなスピン揺らぎが定常状態に持続し、位相図や臨界特性に重要な影響を及ぼすことを示した。 超ラジカル相への2次相転移では、スピンの集団を直接反映する秩序パラメータと非普遍因子の出現が顕著に抑制される。 さらに、平均場理論が三臨界位相を予測するパラメータレジームに入ると、超放射の予期せぬ崩壊による一階相転移が見つかる。 平均場理論を超える正確で物理的に透明な記述は、数値シミュレーション、累積展開、および縮小マスター方程式と有効平衡理論に基づく解析近似を組み合わせることによって確立される。 ディッケ模型の従来の熱力学的限界と比較して, 単一スピン系において非平衡状態を形成する傾向が一般的であり, 少数の系の散逸相転移に広く影響していることが示唆された。

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