論文の概要: Spin-self-organization in an optical cavity facilitated by inhomogeneous broadening
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.19706v1
- Date: Mon, 29 Jul 2024 05:03:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-30 14:56:26.300782
- Title: Spin-self-organization in an optical cavity facilitated by inhomogeneous broadening
- Title（参考訳）: 不均一拡大による光空洞内スピン自己組織化
- Authors: Marc Nairn, Luigi Giannelli, Giovanna Morigi, Sebastian Slama, Beatriz Olmos, Simon B. Jäger,
- Abstract要約: 光キャビティに閉じ込められた駆動二層原子の熱アンサンブルにおける集合スピン自己組織化の開始について検討した。
不均一ドップラーの拡大はスピン自己組織化の開始を促進する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study the onset of collective spin-self-organization in a thermal ensemble of driven two-level atoms confined in an optical cavity. The atoms spontaneously form a spin-pattern above a critical driving strength that sets a threshold and is determined by the cavity parameters, the initial temperature, and the transition frequency of the atomic spin. Remarkably, we find that inhomogeneous Doppler broadening facilitates the onset of spin-self-organization. In particular, the threshold is non-monotonic when increasing the spin transition frequency and reaches a minimum when the Doppler broadening is of similar magnitude. This feature emerges due to Doppler-induced resonances. Above the threshold, we find cooperative dynamics of spin, spatial, and momentum degrees of freedom leading to density modulations, fast reduction of kinetic energy, and the emergence of non-thermal states. More broadly, our work demonstrates how broadening can facilitate strong light-matter interactions in many-body systems.
- Abstract（参考訳）: 光キャビティに閉じ込められた駆動二層原子の熱アンサンブルにおける集合スピン自己組織化の開始について検討した。
原子は自発的に臨界駆動強度の上にスピンパターンを形成し、しきい値を設定し、空洞パラメータ、初期温度、原子スピンの遷移周波数によって決定される。
顕著なことに、不均一なドップラー拡張はスピン自己組織化の開始を促進する。
特に、スピン遷移周波数を増大させるときの閾値は非単調であり、ドップラー拡大が同じ大きさであるときの最小値に達する。
この特徴はドップラー誘発性共鳴によって生じる。
しきい値を超えると、密度変調、運動エネルギーの高速化、非熱状態の出現につながるスピン、空間、運動量自由度の協調力学が見つかる。
より広範に、我々の研究は、多体システムにおける強力な光-物質相互作用をいかに促進するかを示す。
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