論文の概要: Cavity quantum electrodynamics of photonic temporal crystals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.03106v1
• Date: Mon, 06 Jan 2025 16:13:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-07 17:05:28.312778
• Title: Cavity quantum electrodynamics of photonic temporal crystals
• Title（参考訳）: フォトニック時間結晶のキャビティ量子電磁力学
• Authors: Junhyeon Bae, Kyungmin Lee, Bumki Min, Kun Woo Kim,
• Abstract要約: フォトニック時間結晶は、波の増幅や混合からエキゾチックなバンド構造まで、様々な興味深い現象を伴っている。 我々は,古典画像と量子画像との深い関係を明らかにする,PTCの量子電磁力学モデルを導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.957592902904516
• License:
• Abstract: Photonic temporal crystals host a variety of intriguing phenomena, from wave amplification and mixing to exotic band structures, all stemming from the time-periodic modulation of optical properties. While these features have been well described classically, their quantum manifestation has remained elusive. Here, we introduce a quantum electrodynamical model of PTCs that reveals a deeper connection between classical and quantum pictures: the classical momentum gap arises from a localization-delocalization quantum phase transition in a Floquet-photonic synthetic lattice. Leveraging an effective Hamiltonian perspective, we pinpoint the critical momenta and highlight how classical exponential field growth manifests itself as wave-packet acceleration in the quantum synthetic space. Remarkably, when a two-level atom is embedded in such a cavity, its Rabi oscillations undergo irreversible decay to a half-and-half mixed state-a previously unobserved phenomenon driven by photonic delocalization within the momentum gap, even with just a single frequency mode. Our findings establish photonic temporal crystals as versatile platforms for studying nonequilibrium quantum photonics and suggest new avenues for controlling light matter interactions through time domain engineering.
• Abstract（参考訳）: フォトニック時間結晶は、波の増幅や混合からエキゾチックなバンド構造まで、様々な興味深い現象を伴っている。 これらの特徴は古典的によく説明されてきたが、量子的顕在化はいまだに解明されていない。 古典的な運動量ギャップは、フロケット-フォトニック合成格子における局在化-非局在化量子相転移から生じる。 実効ハミルトニアンの視点から、臨界モータを指摘し、古典的指数場成長が量子合成空間における波束加速度としてどのように現れるかを強調する。 注目すべきは、2レベル原子がそのような空洞に埋め込まれているとき、Rabiの振動は、単一の周波数モードであっても、運動量ギャップ内でフォトニック非局在化によって引き起こされる半半半半混合状態に不可逆的に崩壊する。 本研究は、非平衡量子フォトニクス研究のための多目的プラットフォームとしてフォトニック時間結晶を確立し、時間領域工学を通して光物質相互作用を制御するための新しい方法を提案する。

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