論文の概要: Dipole-dipole interactions mediated by a photonic flat band

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.20382v2
• Date: Thu, 6 Jun 2024 10:02:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-07 20:03:47.913826
• Title: Dipole-dipole interactions mediated by a photonic flat band
• Title（参考訳）: フォトニックフラットバンドによる双極子-双極子相互作用
• Authors: Enrico Di Benedetto, Alejandro Gonzalez-Tudela, Francesco Ciccarello,
• Abstract要約: 平面バンド(FB)のフォトニックアナログに分散結合したエミッタ間の光子-双極子相互作用について検討する。 このような光子を媒介とする相互作用の強度は、特徴的な局在長を持つ距離で指数関数的に崩壊する。 1Dと2Dの両方の大規模なFBに対して解析的に導かれる普遍的スケーリング法則により, 局所化長はCLS間の重なりで増大することがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.99833362998488
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Flat bands (FBs) are energy bands with zero group velocity, which in electronic systems were shown to favor strongly correlated phenomena. Indeed, a FB can be spanned with a basis of strictly localized states, the so called "compact localized states" (CLSs), which are yet generally non-orthogonal. Here, we study emergent dipole-dipole interactions between emitters dispersively coupled to the photonic analogue of a FB, a setup within reach in state-of the-art experimental platforms. We show that the strength of such photon-mediated interactions decays exponentially with distance with a characteristic localization length which, unlike typical behaviours with standard bands, saturates to a finite value as the emitter's energy approaches the FB. Remarkably, we find that the localization length grows with the overlap between CLSs according to an analytically-derived universal scaling law valid for a large class of FBs both in 1D and 2D. Using giant atoms (non-local atom-field coupling) allows to tailor interaction potentials having the same shape of a CLS or a superposition of a few of these.
• Abstract（参考訳）: フラットバンド (FBs) は群速度ゼロのエネルギーバンドであり、電子系では強い相関現象が認められた。 実際、FBは厳密な局所化状態、いわゆる「コンパクト局所化状態」(CLS)の基底を持つことができ、これは一般には非直交状態である。 本稿では,FBのフォトニックアナログに分散結合したエミッタ間における双極子-双極子相互作用について検討する。 このような光子を媒介とする相互作用の強度は、標準バンドの典型的な挙動とは異なり、励起子のエネルギーがFBに近づくにつれて有限値に飽和する特性的な局在長で指数関数的に減衰することを示す。 1Dと2Dの両方の大規模なFBに対して解析的に導かれる普遍的スケーリング法則に従って、局所化長はCLS間の重なりによって増加する。 巨大原子(非局所的な原子場結合)を使用することで、CLSと同じ形状の相互作用ポテンシャルやこれらのいくつかを重畳することができる。

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