論文の概要: Local vs non-local dynamics in cavity-coupled Rydberg atom arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.04634v2
• Date: Tue, 29 Apr 2025 09:39:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-01 00:39:29.417314
• Title: Local vs non-local dynamics in cavity-coupled Rydberg atom arrays
• Title（参考訳）: 空洞結合Rydberg原子アレイにおける局所的および非局所的ダイナミクス
• Authors: Zeno Bacciconi, Hernan B. Xavier, Matteo Marinelli, Devendra Singh Bhakuni, Marcello Dalmonte,
• Abstract要約: 局所性 (Locality) は、多体系の量子力学を統括する楽観原理である。 本稿では,大域キャビティモードに結合した1次元Rydberg原子アレイにおける低エネルギー励起のリアルタイムダイナミクスについて検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Locality is a transversal principle that governs quantum dynamics of many-body systems. However, for cavity embedded systems, such fundamental notion is hindered by the presence of non-local cavity modes, leaving space for new possible dynamical behaviors. Here, we investigate the real-time dynamics of low-energy excitations in one dimensional Rydberg atom arrays coupled to a global cavity mode. We derive an effective description in terms of a Tavis-Cummings-Ising model, whose phase diagram features ordered and disordered phases. The non-local nature of the cavity mode drastically affects the emergent meson and string dynamics. Mesons hybridize coherently with the cavity photons, leading to composite meson-polaritons excitations. Strings, differently from local interacting theories, acquire a finite kinetic energy thanks to non-local cavity-mediated interactions between the underlying domain-walls. We then conclude by presenting a new concrete experimental blueprint for a cavity QED Rydberg atom array simulator where the physics outlined in this work can be realized.
• Abstract（参考訳）: 局所性(Locality)は、多体系の量子力学を管理する超越原理である。 しかし、空洞埋め込み系では、そのような基本的な概念は非局所キャビティモードの存在によって妨げられ、新しい可能な動的挙動のための空間を残している。 本稿では,大域キャビティモードに結合した1次元Rydberg原子アレイにおける低エネルギー励起のリアルタイムダイナミクスについて検討する。 位相図は秩序な位相と不規則な位相を特徴とするTavis-Cummings-Isingモデルを用いて効果的に記述する。 キャビティモードの非局所的な性質は、創発的中間子と弦力学に大きな影響を及ぼす。 中間子は空洞光子とコヒーレントにハイブリダイゼーションし、複合中間子-偏光子励起をもたらす。 弦は局所的相互作用理論とは違い、基礎となるドメインウォール間の非局所的空洞媒介相互作用により有限運動エネルギーを得る。 そこで我々は,この研究で概説された物理が実現可能な空洞QEDリドバーグ原子配列シミュレータのための新しい実験的青写真を提示した。

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