論文の概要: Diversity of Superradiant Phase Transitions in the Bose-Fermi System under Tight-Binding Model in the Weak-Coupling Regime
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.02226v2
- Date: Fri, 09 May 2025 03:06:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-12 14:47:46.931621
- Title: Diversity of Superradiant Phase Transitions in the Bose-Fermi System under Tight-Binding Model in the Weak-Coupling Regime
- Title（参考訳）: 弱結合レジームにおけるタイト結合モデル下のボース・フェルミ系における超ラジカル相転移の多様性
- Authors: Xing Su, Jian-Jian Cheng, Lin Zhang,
- Abstract要約: 1次元強結合型電子鎖を1モード光空洞に内在的に結合する。
ピーエルス置換を通じて量子化された電磁ベクトルポテンシャルを利用することで、ゲージ不変な結合ボース=フェルミ系は運動量依存の超ラジカル遷移を促進する。
この系の量子相転移は、キャビティモードの変位やスクイーズを含む安定したダイナミクスによって特徴づけられる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.581287929903093
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present a comprehensive analysis of the dynamic diversity associated with superradiant phase transitions within a one-dimensional tight-binding electronic chain that is intrinsically coupled to a single-mode optical cavity. By employing the quantized electromagnetic vector potential through the Peierls substitution, the gauge-invariant coupled Bose-Fermi system facilitates momentum-dependent superradiant transitions and effectively avoids the second-order spurious phase transitions typically observed in Dicke-like models. The quantum phase transitions in this system are characterized by stable dynamics, including the displacement and squeezing of the cavity mode and the redistribution of electronic momentum in the solid chain. Distinct from multimode cavity QED systems with atomic gases, this single-mode optical configuration unveils a range of nonlinear phenomena, including multistability and diversity of spontaneous symmetry breaking. The setup allows for precise manipulation of superradiant phases in the weak coupling regime, effectively mitigating the adverse effects of quantum fluctuation divergences. The diverse attributes of these quantum phase transitions enhance our understanding of tunable quantum solid devices and underscore their potential applications in quantum information processing and metrology.
- Abstract（参考訳）: 単一モード光キャビティに内在的に結合した一次元強結合電子鎖内の超ラジカル相転移に伴う動的多様性を包括的に解析する。
ピエルス置換によって量子化された電磁ベクトルポテンシャルを利用することで、ゲージ不変なボース=フェルミ系は運動量依存の超放射遷移を促進し、ディックのようなモデルでよく見られる2階のスプリアス相転移を効果的に回避する。
この系の量子相転移は、キャビティモードの変位やスクイーズ、固体鎖における電子運動量の再分配など、安定したダイナミクスによって特徴づけられる。
原子ガスを含む多モード空洞QED系と区別されるこの単一モード光学配置は、多重性や自発的対称性の破れの多様性を含む様々な非線形現象を呈する。
この設定により、弱いカップリング状態における超ラジカル相の精密な操作が可能となり、量子ゆらぎの発散による悪影響を効果的に軽減することができる。
これらの量子相転移の多様な特性は、チューニング可能な量子固体デバイスに対する理解を高め、量子情報処理や気象学における潜在的な応用の基盤となる。
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