論文の概要: Ground state of the gauge invariant Dicke model: condensation of the photons in non-classical states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.02701v1
- Date: Wed, 4 Sep 2024 13:38:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-05 18:06:50.009080
- Title: Ground state of the gauge invariant Dicke model: condensation of the photons in non-classical states
- Title（参考訳）: ゲージ不変ディックモデルの基底状態:非古典状態における光子の凝縮
- Authors: N. Q. San, O. D. Skoromnik, A. P. Ulyanenkov, A. U. Leonau, I. D. Feranchuk,
- Abstract要約: 原子の全ヒルベルト空間を2つのレベルに切り離した結果として生じる2段階の系はゲージ不変のディックモデルによって記述される。
両システムの観測可能な特性をパラメータの幅広いバリエーションで解析する。
- 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 investigate the ground state of two physically motivated modifications of the Dicke model. The first modification corresponds to particles whose phase space contains only two states, for example, particles with spin 1/2 or artificially created qubits. The second modification describes two-level systems that arise as a result of truncating the full Hilbert space of atoms to two levels that are in resonance with the electromagnetic field and are described by the gauge-invariant Dicke model. We demonstrate that the behavior of these systems is qualitatively distinct in both cases. In particular, in the first scenario, a phase transition into the state with a non-zero amplitude of the classical field is possible, while in the second case, the so-called order parameter $\eta = \braket{\hat{a}}$ of the field's phase transition into a coherent state with photon condensation is zero. At the same time, the average number of photons $\bar{n} = \braket{\hat{a}^\dagger \hat{a}} \neq 0$, and the collective excitation in the system manifests a non-classical "squeezed" state of the field. We analyze the observable characteristics of both systems in a wide range of variation of their parameters.
- Abstract（参考訳）: ディックモデルの物理的に動機付けられた2つの修正の基底状態について検討する。
第1の修正は、例えばスピン1/2の粒子や人工的に生成されたキュービットのような、相空間が2つの状態しか持たない粒子に対応する。
第2の修正では、原子のヒルベルト空間全体を電磁場と共鳴する2つのレベルに切り離し、ゲージ不変のディックモデルによって記述された2段階のシステムを記述する。
どちらの場合においても,これらのシステムの挙動は質的に異なることが示される。
特に第1のシナリオでは、古典場の非ゼロ振幅の状態への位相遷移が可能であり、第2のケースでは、場の位相遷移のいわゆる順序パラメータ $\eta = \braket{\hat{a}}$ が光子凝縮を伴うコヒーレント状態への遷移はゼロである。
同時に、平均光子の数は $\bar{n} = \braket{\hat{a}^\dagger \hat{a}} \neq 0$ となり、系内の集合励起は場の非古典的な「スクイーズ」状態を示す。
両システムの観測可能な特性をパラメータの幅広いバリエーションで解析する。
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