論文の概要: Non-Markovian dynamics with a giant atom coupled to a semi-infinite photonic waveguide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.07890v1
• Date: Thu, 11 Apr 2024 16:24:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-12 13:20:46.397191
• Title: Non-Markovian dynamics with a giant atom coupled to a semi-infinite photonic waveguide
• Title（参考訳）: 半無限フォトニック導波路に結合した巨大原子を持つ非マルコフ動力学
• Authors: Z. Y. Li, H. Z. Shen,
• Abstract要約: 一次元半無限導波路と相互作用する二層巨大原子の非マルコフ動力学を研究する。 このシステムでは,3種類の有界状態が生成可能である。 我々は、多くの巨大原子が1次元の半無限導波路に結合するより一般的なケースにシステムを拡張した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study the non-Markovian dynamics of a two-level giant atom interacting with a one-dimensional semi-infinite waveguide through multiple coupling points, where a perfect mirror is located at the endpoint of the waveguide. The system enters a non-Markovian process when the travel time of the photon between adjacent coupling points is sufficiently large compared to the inverse of the bare relaxation rate of the giant atom. The photon released by the spontaneous emission of the atom transfers between multiple coupling points through the waveguide or is reabsorbed by the atom with the photon emitted via the atom having completed the round trip after reflection of the mirror, which leads to the photon being trapped and forming bound states. We find that three different types of bound states can be formed in the system, containing the static bound states with no inversion of population, the periodic equal amplitude oscillation with two bound states, and the periodic non-equal amplitude oscillation with three bound states. The physical origins of three bound states formation are revealed. Moreover, we consider the influences of the dissipation of unwanted modes and dephasing on the bound states. Finally, we extend the system to a more general case involving many giant atoms coupled into a one-dimensional semi-infinite waveguide. The obtained set of delay differential equations for the giant atoms might open a way to better understand the non-Markovian dynamics of many giant atoms coupled to a semi-infinite waveguide.
• Abstract（参考訳）: 導波路の終端に完璧な鏡がある複数の結合点を通して1次元半無限導波路と相互作用する2層巨大原子の非マルコフ動力学を研究する。 この系は、隣接する結合点間の光子の移動時間が、巨大原子の素緩和速度の逆に比べて十分に大きいとき、非マルコフ過程に入る。 原子の自発放出により放出される光子は、導波路を介して複数の結合点間を移動させたり、鏡の反射後にラウンドトリップを完了した原子を介して放出された光子と原子によって再吸収され、光子が閉じ込められ、束縛状態となる。 また,2つの境界状態を持つ周期的等振幅発振,3つの境界状態を持つ周期的非等振幅発振を含む3種類の境界状態がシステム内で形成可能であることがわかった。 3つの境界状態形成の物理的起源を明らかにする。 さらに,不必要なモードの消散や境界状態の軽視の影響についても検討する。 最後に、多くの巨大原子が1次元の半無限導波路に結合するより一般的なケースにシステムを拡張する。 得られた巨大原子の遅延微分方程式の集合は、半無限導波路に結合された多くの巨大原子の非マルコフ力学をよりよく理解する方法を開くかもしれない。

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