論文の概要: Variational approach to light-matter interaction: Bridging quantum and semiclassical limits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.12228v1
• Date: Wed, 17 Jul 2024 00:53:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-18 18:58:45.389260
• Title: Variational approach to light-matter interaction: Bridging quantum and semiclassical limits
• Title（参考訳）: 光-物質相互作用に対する変分的アプローチ:ブリッジング量子と半古典的極限
• Authors: Yiying Yan, Zhiguo Lü, JunYan Luo,
• Abstract要約: 我々は,光物質系の力学をシミュレートするための時間依存的変分法を提案する。 変分法は、光-物質相互作用の様々な量子モデルに適用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present a time-dependent variational approach with the multiple Davydov $D_2$ trial state to simulate the dynamics of light-matter systems when the field is in a coherent state with an arbitrary finite mean photon number. The variational approach captures not only the system dynamics but also the field dynamics and is applicable to a variety of quantum models of light-matter interaction such as the Jaynes-Cummings model, Rabi model, and Dicke model, and is feasible to tackle the multimode quantized fields. By comparison of the variational and semiclassical dynamics of both the system and field, we illustrate that the variational dynamics from the quantum models agrees with those from the corresponding semiclassical models as long as the mean number of photons is sufficiently large. Moreover, we illustrate that in the crossover between the quantum and semiclassical limits, the quantum corrections lead to the collapse of the oscillations in dynamics, which is absent in the semiclassical models. The variational approach provides a unified treatment of light-matter interaction from the quantum to the semiclassical limit.
• Abstract（参考訳）: フィールドが任意の有限平均光子数とのコヒーレントな状態にあるとき、複数のDavydov $D_2$トライアル状態を用いて光マター系の力学をシミュレートする。 変分的アプローチは系力学だけでなく場力学も捉え、ジェインズ・カミングスモデル、ラビモデル、ディックモデルのような光-物質相互作用の様々な量子モデルに適用でき、多重モードの量子化場に取り組むことが可能である。 系と体の両方の変分力学と半古典力学を比較することで、量子モデルからの変分力学は、光子の平均数が十分に大きい限り、対応する半古典的モデルの変分力学と一致することを示す。 さらに、量子的極限と半古典的極限の交叉において、量子的補正は、半古典的モデルにはない力学における振動の崩壊に繋がることを示した。 変分法は量子から半古典的極限への光-物質相互作用を統一的に扱う。

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