論文の概要: Emergence of superradiance in dissipative dipolar-coupled spin systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.09100v1
• Date: Thu, 13 Jun 2024 13:29:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-14 17:54:00.171266
• Title: Emergence of superradiance in dissipative dipolar-coupled spin systems
• Title（参考訳）: 散逸性双極子結合スピン系における超輝度の発生
• Authors: Saptarshi Saha, Yeshma Ibrahim, Rangeet Bhattacharyya,
• Abstract要約: この研究は、散逸性双極子カップリング系が、双極子カップリングの非分子部分によって支援される同一の集合散逸を示すことを示している。 本結果は, 種々の系で実験的に観察された純スピン超放射能の標準結果とよく一致した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In the superradiance phenomenon, a collection of non-interacting atoms exhibits collective dissipation due to interaction with a common radiation field, resulting in a non-monotonic decay profile. This work shows that dissipative dipolar-coupled systems exhibit an identical collective dissipation aided by the nonsecular part of the dipolar coupling. We consider a simplified dipolar network where the dipolar interaction between the spin-pairs is assumed to be identical. Hence the dynamics remain confined in the block diagonal Hilbert spaces. For a suitable choice of the initial condition, the resulting dynamics require dealing with a smaller subspace which helps extend the analysis to a larger spin network. To include the nonsecular dipolar relaxation, we use a fluctuation-regulated quantum master equation. We note that a successful observation of superradiance in this system requires a weak system-bath coupling. Moreover, we find that for an ensemble of N spins, the maximum intensity of the radiation exhibits a nearly quadratic scaling (N^2), and the dipolar relaxation time follows an inverse square proportionality (1/N^2); these two observations help characterize the emergence of superradiance. Our results agree well with the standard results of pure spin superradiance observed experimentally in various systems.
• Abstract（参考訳）: 超放射能現象では、相互作用しない原子の集まりは、共通の放射場との相互作用による集団散逸を示し、非単調な崩壊プロファイルをもたらす。 この研究は、散逸性双極子カップリング系が、双極子カップリングの非分子部分によって支援される同一の集合散逸を示すことを示している。 スピンペア間の双極子相互作用が同一であると仮定した、単純化された双極子ネットワークを考える。 したがって、力学はブロック対角のヒルベルト空間に閉じ込められている。 初期条件を適切に選択するためには、結果のダイナミクスはより小さな部分空間を扱う必要があり、解析をより大きなスピンネットワークに拡張するのに役立つ。 非分子双極子緩和を含むためには、ゆらぎ制御された量子マスター方程式を用いる。 この系における超放射能の観測には弱い系-バス結合が必要であることに留意する。 さらに、Nスピンのアンサンブルでは、放射の最大強度がほぼ2次スケーリング(N^2)を示し、双極緩和時間は逆2乗比例(1/N^2)に従うことが判明した。 本結果は, 種々の系で実験的に観察された純スピン超放射能の標準結果とよく一致した。

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