論文の概要: Impact of quantum noise on phase transitions in an atom-cavity system with limit cycles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.21390v3
• Date: Sat, 14 Dec 2024 04:14:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-17 13:48:59.431406
• Title: Impact of quantum noise on phase transitions in an atom-cavity system with limit cycles
• Title（参考訳）: 極限周期を有する原子空洞系の相転移に及ぼす量子ノイズの影響
• Authors: Richelle Jade L. Tuquero, Jayson G. Cosme,
• Abstract要約: 量子ノイズは、標準平均場理論によって予測される臨界値よりも低い相互作用強度のLCのシグネチャを示す。 我々の研究は、量子ゆらぎによる有限サイズの効果によって生じる定常相間の明らかな交叉様挙動が、動的相を含む遷移にも適用可能であることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Quantum fluctuations are inherent in open quantum systems and they affect not only the statistical properties of the initial state but also the time evolution of the system. Using a generic minimal model, we show that quantum noise smoothens the transition between a stationary and a dynamical phase corresponding to a limit cycle (LC) in the semiclassical mean-field approximation of a generic open quantum system. Employing truncated Wigner approximation, we show that the inherent quantum noise pushes the system to exhibit signatures of LCs for interaction strengths lower than the critical value predicted by the standard mean-field theory, suggesting a noise-induced emergence of temporal ordering. Our work demonstrates that the apparent crossover-like behavior between stationary phases brought by finite-size effects from quantum fluctuations also apply to transitions involving dynamical phases. To demonstrate this on a specific physical system, we consider a transversely pumped atom-cavity setup, wherein LCs have been observed and identified as continuous time crystals. We compare the oscillation frequencies of the LCs in the one-dimensional (1D) and two-dimensional regimes, and find that the frequencies have larger shot-to-shot fluctuations in 1D. This has an important consequence in the effectiveness of entrainment of LCs for a periodically driven pump intensity or light-matter coupling strength.
• Abstract（参考訳）: 量子ゆらぎは開量子系に固有のものであり、初期状態の統計的性質だけでなく、系の時間進化にも影響を及ぼす。 一般化最小モデルを用いて、量子ノイズは、一般開放量子系の半古典平均場近似における極限サイクル(LC)に対応する定常相と動的相の遷移を円滑にすることを示す。 トランキャットされたウィグナー近似を用いて、固有量子ノイズは、標準平均場理論により予測される臨界値よりも低い相互作用強度のLCのシグネチャをシステムに示し、時間秩序の雑音による出現を示唆することを示す。 我々の研究は、量子ゆらぎによる有限サイズの効果によって生じる定常相間の明らかな交叉様挙動が、動的相を含む遷移にも適用可能であることを示した。 特定の物理系上でこれを実証するために, LCを連続時間結晶として観察・同定し, 横向きに励起した原子空洞を考察した。 1次元(1次元)と2次元(2次元)のLCの発振周波数を比較し、1次元でのショット・ツー・ショットの変動が大きいことがわかった。 これは、周期的に駆動されるポンプ強度や光-物質結合強度に対するLCの運動効果において重要な結果をもたらす。

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