論文の概要: A mixed perturbative-nonperturbative treatment for strong light-matter interactions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.15324v2
• Date: Thu, 18 Jan 2024 09:48:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-19 19:22:36.560523
• Title: A mixed perturbative-nonperturbative treatment for strong light-matter interactions
• Title（参考訳）: 強い光-物質相互作用に対する混合摂動非摂動処理
• Authors: Carlos J. S\'anchez Mart\'inez, Johannes Feist, Francisco J. Garc\'ia-Vidal
• Abstract要約: 一般的なナノフォトニック構造と結合する際のエミッタダイナミクスに対するリンドブラッド型マスター方程式を提案する。 3つの異なる設定で数値シミュレーションにより,提案手法のパワーと妥当性について述べる。
• 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 full information about the interaction between a quantum emitter and an arbitrary electromagnetic environment is encoded in the so-called spectral density. We present an approach for describing such interaction in any coupling regime, providing a Lindblad-like master equation for the emitter dynamics when coupled to a general nanophotonic structure. Our framework is based on the splitting of the spectral density into two terms. On the one hand, a spectral density responsible for the non-Markovian and strong-coupling-based dynamics of the quantum emitter. On the other hand, a residual spectral density including the remaining weak-coupling terms. The former is treated nonperturbatively with a collection of lossy interacting discrete modes whose parameters are determined by a fit to the original spectral density in a frequency region encompassing the quantum emitter transition frequencies. The latter is treated perturbatively under a Markovian approximation. We illustrate the power and validity of our approach through numerical simulations in three different setups, thus offering a variety of scenarios for a full test, including the ultra-strong coupling regime.
• Abstract（参考訳）: 量子エミッタと任意の電磁環境との相互作用に関する完全な情報は、いわゆるスペクトル密度に符号化される。 本稿では, 一般的なナノフォトニック構造に結合する際のエミッタダイナミクスに対して, リンドブラッドのようなマスター方程式を提供する。 我々の枠組みはスペクトル密度を2つの項に分割することに基づいている。 一方、スペクトル密度は、量子エミッタの非マルコフ的および強結合に基づくダイナミクスの原因となる。 一方、残りの弱結合項を含む残留スペクトル密度は、その逆である。 前者は、量子エミッタ遷移周波数を含む周波数領域の原スペクトル密度に適合してパラメータが決定される離散モードの損失の集合で非摂動的に処理される。 後者はマルコフ近似の下で摂動的に扱われる。 提案手法のパワーと妥当性を3つの異なるセットアップで数値シミュレーションにより示し,超強結合法を含む全テストに様々なシナリオを提供する。

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