論文の概要: Non-Markovian dynamics with $Λ$-type atomic systems in a single end photonic waveguide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.15216v1
• Date: Wed, 19 Mar 2025 13:55:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-20 15:22:54.557379
• Title: Non-Markovian dynamics with $Λ$-type atomic systems in a single end photonic waveguide
• Title（参考訳）: 単一端フォトニック導波路における$$$型原子系をもつ非マルコフ力学
• Authors: Jun-Cong Zheng, Xiao-Wei Zheng, Xin-Lei Hei, Yi-Fan Qiao, Xiao-Yu Yao, Xue-Feng Pan, Yu-Meng Ren, Xiao-Wen Huo, Peng-Bo Li,
• Abstract要約: 半無限の1次元フォトニック導波路と相互作用する$da$-Lamb型原子の非マルコフ動力学進化について検討する。 適切な条件下では、即時および遅延崩壊速度が平衡に達し、原子-光子結合状態を形成することが示される。 モデルを2原子系に拡張し、2つの空間的に分離された原子の絡み合いのダイナミクスを調べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.3876783017014214
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• Abstract: In this work, we investigate the non-Markovian dynamical evolution of a ${\Lambda}$-type atom interacting with a semi-infinite one-dimensional photonic waveguide via two atomic transitions. The waveguide terminates at a perfect mirror, which reflects the light and introduces boundary effects. We derive exact analytical expressions and show that, under suitable conditions, the instantaneous and retarded decay rates reach equilibrium, leading to the formation of an atom-photon bound state that suppresses dissipation. Consequently, the atom retains a long-lived population in the asymptotic time limit. Furthermore, we analyze the output field intensity and demonstrate that blocking one of the coupling channels forces the atomic system to emit photons of a single frequency. Finally, we extend the model to a two-atom system and examine the disentanglement dynamics of the two spatially separated atoms. These findings elucidate the dynamic process of spontaneous emission involving multi-frequency photons from multi-level atoms and provide insights into the complex interference between different decay pathways.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,半無限の1次元フォトニック導波路と相互作用する${\Lambda}$型原子の2つの原子遷移による非マルコフ的動的進化について検討する。 導波路は完全なミラーで終端し、光を反射し、境界効果をもたらす。 正確な解析式を導出し、適切な条件下では、即時および遅延された崩壊速度が平衡に達し、散逸を抑制する原子-光子境界状態を形成することを示す。 その結果、この原子は漸近時間限界において長寿命の個体群を保持する。 さらに、出力場強度を解析し、結合チャネルの1つを遮断することで原子系が単一周波数の光子を放出することを実証する。 最後に、2つの原子系にモデルを拡張し、2つの空間的に分離された原子の絡み合いのダイナミクスを調べる。 これらの結果は、多レベル原子からの多周波光子を含む自然放出の動的過程を解明し、異なる崩壊経路間の複雑な干渉に関する洞察を与える。

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