論文の概要: Nonreciprocal Superradiant Phase Transitions and Multicriticality in a Cavity QED System
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.13623v2
- Date: Mon, 30 Sep 2024 02:11:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-02 16:32:20.180069
- Title: Nonreciprocal Superradiant Phase Transitions and Multicriticality in a Cavity QED System
- Title（参考訳）: キャビティQED系における非相互超放射相転移と多臨界性
- Authors: Gui-Lei Zhu, Chang-Sheng Hu, Hui Wang, Wei Qin, Xin-You Lü, Franco Nori,
- Abstract要約: 空洞量子力学系における非相互超放射相転移と新しい多臨界性を示す。
結果は、光マター系における超放射能遷移と多臨界挙動の全光学的操作のための新しい扉を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.647630244371672
- License:
- Abstract: We demonstrate the emergence of nonreciprocal superradiant phase transitions and novel multicriticality in a cavity quantum electrodynamics (QED) system, where a two-level atom interacts with two counter-propagating modes of a whispering-gallery-mode (WGM) microcavity. The cavity rotates at a certain angular velocity, and is directionally squeezed by a unidirectional parametric pumping $\chi^{(2)}$ nonlinearity. The combination of cavity rotation and directional squeezing leads to nonreciprocal first- and second-order superradiant phase transitions. These transitions do not require ultrastrong atom-field couplings and can be easily controlled by the external pump field. Through a full quantum description of the system Hamiltonian, we identify two types of multicritical points in the phase diagram, both of which exhibit controllable nonreciprocity. These results open a new door for all-optical manipulation of superradiant transitions and multicritical behaviors in light-matter systems, with potential applications in engineering various integrated nonreciprocal quantum devices
- Abstract（参考訳）: 空洞量子力学(QED)系における非相互超ラジカル相転移の出現と新しい多臨界性を示す。
キャビティは一定の角速度で回転し、一方向のパラメトリックポンプによって方向に圧縮され、$\chi^{(2)}$非線形である。
キャビティ回転と指向性スクイージングの組み合わせは、非相互の1階と2階の超ラジアント相転移をもたらす。
これらの遷移は超強原子-磁場結合を必要としないので、外部ポンプ場によって容易に制御できる。
ハミルトニアン系の完全な量子記述を通して、位相図中の2種類の多重臨界点を同定し、どちらも制御不能な非相互性を示す。
これらの結果は、光マター系における超放射光遷移と多臨界挙動の全光学的操作のための新しい扉を開く。
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