論文の概要: Long-range interactions in Weyl dense atomic arrays protected from dissipation and disorder

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.13042v1
• Date: Tue, 18 Jun 2024 20:15:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-22 00:08:09.782387
• Title: Long-range interactions in Weyl dense atomic arrays protected from dissipation and disorder
• Title（参考訳）: ワイル高密度原子配列における散逸と障害から保護される長距離相互作用
• Authors: Iñaki García-Elcano, Paloma A. Huidobro, Jorge Bravo-Abad, Alejandro González-Tudela,
• Abstract要約: 長距離相互作用は多くの量子現象や技術において重要な資源である。 これらの原子性メタマテリアルの分極性バンドを設計して、周波数分離されたワイル点の対を特徴付ける方法を示す。 これらのワイル励起は、その隙間のない性質により同時に長距離である相互作用、ワイル点の位相的保護によるロバストな相互作用、そしてそれらの部分ラジアン性により非コヒーレンスのない相互作用を仲介することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Long-range interactions are a key resource in many quantum phenomena and technologies. Free-space photons mediate power-law interactions but lack tunability and suffer from decoherence processes due to their omnidirectional emission. Engineered dielectrics can yield tunable and coherent interactions, but typically at the expense of making them both shorter-ranged and sensitive to material disorder and photon loss. Here, we propose a platform that can circumvent all these limitations based on three-dimensional subwavelength atomic arrays subjected to magnetic fields. Our key result is to show how to design the polaritonic bands of these atomic metamaterials to feature a pair of frequency-isolated Weyl points. These Weyl excitations can thus mediate interactions that are simultaneously long-range, due to their gapless nature; robust, due to the topological protection of Weyl points; and decoherence-free, due to their subradiant character. We demonstrate the robustness of these isolated Weyl points for a large regime of interatomic distances and magnetic field values and characterize the emergence of their corresponding Fermi arcs surface states. The latter can as well lead to two-dimensional, non-reciprocal atomic interactions with no analogue in other chiral quantum optical setups.
• Abstract（参考訳）: 長距離相互作用は多くの量子現象や技術において重要な資源である。 自由空間光子は、パワー・ロー相互作用を媒介するが、調整性に欠け、全方位放出によるデコヒーレンス過程に苦しむ。 工学的な誘電体は調整可能でコヒーレントな相互作用をもたらすが、通常は短距離と物質障害と光子損失の両方に敏感にする。 本稿では、磁場を受ける3次元サブ波長原子配列に基づいて、これらの制限をすべて回避できるプラットフォームを提案する。 我々の主要な成果は、これらの原子メタマテリアルの偏光バンドを、周波数分離されたワイル点の対を特徴付けるように設計する方法を示すことである。 これらのワイル励起は、その隙間のない性質により同時に長距離である相互作用、ワイル点の位相的保護によるロバストな相互作用、そしてそれらの部分ラジアン性により非コヒーレンスのない相互作用を仲介することができる。 これらの分離されたワイル点の原子間距離と磁場値の大きな状態に対するロバスト性を示し、対応するフェルミ弧の表面状態の出現を特徴付ける。 後者は、他のカイラル量子光学装置に類似しない2次元の非相互原子相互作用を導くこともできる。

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