論文の概要: Stark-induced tunable phase transition in the two-photon Dicke-Stark model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.09782v1
- Date: Mon, 14 Apr 2025 00:58:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-15 16:50:57.980397
- Title: Stark-induced tunable phase transition in the two-photon Dicke-Stark model
- Title(参考訳): 2光子ディケン・スタークモデルにおけるスターク誘起可変相転移
- Authors: Cui-Lu Zhai, Wei Wu, Chun-Wang Wu, Ping-Xing Chen,
- Abstract要約: 2光子ディケン・スタークモデルにおける超放射相転移(SPT)について検討する。
スタークカップリング項を導入することにより,SPTを実現するために必要な臨界ラビカップリング強度を著しく低減する。
以上の結果から,SPTを設計する新たなアプローチが提案され,超強結合系を超えて超放射能ベースの量子技術が拡張された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.2437977500711757
- License:
- Abstract: We theoretically investigate the superradiant phase transition (SPT) in the two-photon Dicke-Stark model, which incorporates both Rabi and Stark coupling. By introducing a Stark coupling term, we significantly reduce the critical Rabi coupling strength required to achieve the SPT, enabling it to occur even in strong coupling regimes. Using mean-field theory, we derive the conditions for the SPT and show that it exhibits a second-order phase transition. Surprisingly, we demonstrate that the transition point can be widely tuned by the Stark coupling strength. The signatures of these Stark-tunable SPT points are manifested through atomic averages. When quantum fluctuations are included, the spin-squeezing distributions also reveal the effects of Stark-tunable SPT points. In addition, we propose an experimentally feasible realization using an ion trap system driven by three lasers. Our scheme enables optical switching between normal and superradiant phases through pump field intensity modulation, where the Stark coupling coefficient serves as the optically tunable parameter. Our results offer a new approach to engineer the SPT, extending superradiance-based quantum technologies beyond the ultrastrong coupling regime.
- Abstract(参考訳): ラビとスタークの結合を組み込んだ2光子ディケン・スタークモデルにおける超放射相転移(SPT)を理論的に検討する。
スタークカップリング項を導入することにより、SPTを実現するために必要な臨界ラビカップリング強度を著しく低減し、強いカップリング状態でも実現可能である。
平均場理論を用いて、SPTの条件を導出し、2階相転移を示すことを示す。
驚いたことに、遷移点がスターク結合強度によって広く調整できることが示される。
これらのスターク可変SPT点の符号は原子平均によって表される。
量子ゆらぎを含む場合、スピンスクイーズ分布はスターク可変SPT点の影響も明らかにする。
さらに,3つのレーザー駆動イオントラップシステムを用いて,実験により実現可能な実現法を提案する。
本手法は,スターク結合係数が光学的調整可能なパラメータとして機能するポンプ場強度変調により,通常位相と超放射位相の光スイッチングを可能にする。
以上の結果から,SPTを設計する新たなアプローチが提案され,超強結合系を超えて超放射能ベースの量子技術が拡張された。
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