論文の概要: Non-Hermitian Effects in Dicke models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.08365v1
• Date: Wed, 13 Nov 2024 06:30:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-14 16:10:23.492598
• Title: Non-Hermitian Effects in Dicke models
• Title（参考訳）: Dickeモデルにおける非エルミート効果
• Authors: Bin Jiang, Yi-Yang Li, Junjie Liu, Chen Wang, Jian-Hua Jiang,
• Abstract要約: 我々はDickeモデルにおける非エルミート効果の顕在化について検討した。 我々は,光-物質相互作用における非エルミート物理学の理解を深めた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.25522741939446
• License:
• Abstract: The Dicke model, which describes the collective interaction between an ensemble of atoms and a single-mode photon field, serves as a fundamental framework for studying light-matter interactions and quantum electrodynamic phenomena. In this work, we investigate the manifestation of non-Hermitian effects in a generalized Dicke model, where two dissipative atom ensembles interact with a single-mode photon field. By applying the Holstein-Primakoff transformation, we explore the system in the semiclassical limit as a non-Hermitian Dicke model, revealing rich exceptional points (EPs) and diabolic points in such a system. We find that, by introducing the nonlinear saturation gain into an atomic ensemble, higher-order EP can be induced, leading to intriguing properties. Furthermore, if the system is extended to a one-dimensional chain, then the band topology will interplay with the non-Hermitian effect. In the quantum regime, we explore the quantum signature of EPs, noting that the conditions for their emergence are influenced by discrete photon numbers. We further study the transition from photon anti-bunching to bunching at a steady state, driven by non-Hermitian dynamics. Our findings deepen the understanding of non-Hermitian physics in light-matter interaction which is instructive for the design of advanced photonic and quantum systems.
• Abstract（参考訳）: ディックモデル(Dicke model)は、原子のアンサンブルと単一モードの光子場との集合的相互作用を記述するもので、光-物質相互作用と量子電磁力学現象を研究するための基本的な枠組みとして機能する。 本研究では,2つの散逸性原子アンサンブルが単一モード光子場と相互作用する一般化ディックモデルにおける非エルミート効果の顕在化について検討する。 ホルシュタイン・プリマコフ変換を適用することで、非エルミート・ディックモデルとして半古典的極限の系を探索し、そのような系における豊富な例外点(EP)とダイアボリック点を明らかにする。 非線形飽和ゲインを原子アンサンブルに導入することにより、高次EPを誘導し、興味深い特性をもたらすことが判明した。 さらに、系が一次元の鎖に拡張された場合、バンド位相は非エルミート効果と相互作用する。 量子状態において、EPの量子シグネチャを探索し、その出現の条件が離散光子数に影響されることを指摘した。 我々はさらに、非エルミート力学によって駆動される光子反バンキングから定常状態の束への遷移について研究する。 我々の研究は、高度なフォトニック系と量子系の設計を指導する光-物質相互作用における非エルミート物理学の理解を深めた。

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