論文の概要: Exploring the Delocalization of Dark States in a Multimode Optical Cavity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.15153v1
- Date: Wed, 21 May 2025 06:19:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-22 15:42:59.007081
- Title: Exploring the Delocalization of Dark States in a Multimode Optical Cavity
- Title（参考訳）: 多モード光キャビティにおける暗黒状態の非局在化の探索
- Authors: Kunyang Sun, Matthew Du, Joel Yuen-Zhou,
- Abstract要約: 実験装置の三次元特性を考慮した多モードキャビティにおける分子の暗黒状態の非局在化について検討した。
我々の研究は、特定の現象に対して、強い光と物質を結合した暗黒状態を理解するには、光空洞の適切な多重モード記述が必要であることを示唆している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5944208050492183
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The strong coupling between molecules and photonic modes in a Fabry-P\'{e}rot optical cavity, which forms hybrid light-matter states called polaritons, has been demonstrated as a promising route to control the rates of chemical reactions. However, theoretical studies, which largely employ models with a single cavity mode, cannot explain the experimentally observed kinetic changes. While simplified multimode models with one spatial dimension can capture experimental features involving the polariton states, it is unclear whether they can also describe the dark states. Here, we study the delocalization of dark states for molecules in a multimode cavity, accounting for the three-dimensional nature of experimental setups. Accounting for energetic and orientational disorder, but fixing Rabi splitting and intermolecular distances (i.e., no positional disorder), we find that the delocalization of the dark states scales linearly with the number of molecules in the plane parallel to the cavity mirrors, in contrast to one-dimensional multimode models. Adding layers of molecules along the axis normal to the mirrors increases the delocalization much less. Similar to the one-dimensional models, the dark-state delocalization is enhanced for smaller values of molecular energetic disorder, relative to the light-matter coupling, and cavities with longer longitudinal length. Our work indicates that for certain phenomena, understanding the dark states under strong light-matter coupling might require a proper multimode description of the optical cavity.
- Abstract（参考訳）: 偏光子と呼ばれるハイブリッド光マター状態を形成するファブリー・P・ベント光学キャビティにおける分子とフォトニックモードの強い結合は、化学反応の速度を制御するための有望な経路として実証されている。
しかし、単一のキャビティモードを持つモデルを用いる理論的研究は、実験的に観察された運動学的変化を説明できない。
1つの空間次元を持つ単純化されたマルチモードモデルは、偏光子状態を含む実験的な特徴を捉えることができるが、それらが暗黒状態についても記述できるかどうかは不明である。
本稿では, 実験装置の三次元特性を考慮した多モードキャビティにおける分子の暗黒状態の非局在化について検討する。
エネルギー的および配向的障害を考慮し、Rabi分割と分子間距離(つまり位置的障害がない)を固定すると、暗黒状態の非局在化は1次元の多モードモデルとは対照的に、空洞ミラーに平行な平面の分子数と線形にスケールする。
鏡に通常の軸に沿って分子層を追加すると、非局在化が大幅に減少する。
1次元モデルと同様に、暗黒状態の非局在化は、光-物質結合に対する分子エネルギー障害のより小さな値と長手長の空洞に対して強化される。
我々の研究は、特定の現象に対して、強い光と物質を結合した暗黒状態を理解するには、光空洞の適切な多重モード記述が必要であることを示唆している。
関連論文リスト
- The role of spectator modes in the quantum-logic spectroscopy of single trapped molecular ions [41.94295877935867]
本研究では、状態依存型光双極子力に依存する測定プロトコルに直接かかわらないオブザーバモードの役割について検討する。
二イオン弦の力に対する応答を変調するデバイ・ウォラー型効果を同定し、弦のすべての常温モードを冷却することで、N$+$分子イオンの偏移基底状態を検出することができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-03T14:37:24Z) - When do molecular polaritons behave like optical filters? [1.9410328648791897]
この観点からは、集合的な強い光-物質結合系で生じる分子偏光子によって特徴づけられるいくつかの線形光学効果を概説する。
このような状況下では、キャビティ内の分子吸収は、偏光子透過と素分子吸収スペクトルの重なりとして理解することができる。
ダークステート・ポラリトン緩和を促進する単一分子プロセスの速度を無視できない場合、この処理の限界を強調する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-09T12:48:34Z) - Semiclassical truncated-Wigner-approximation theory of
molecular-vibration-polariton dynamics in optical cavities [0.0]
ここでは、truncated Wigner近似(TWA)に基づく分子振動-偏光子ダイナミクスの半古典理論を開発する。
単一分子系の完全量子力学と比較することにより,TWAの有効性を検討した。
多くの分子の系において、分子振動-偏光子生成の核動力学に対する集合的および共鳴効果が観察される。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-14T01:06:22Z) - Multimode Ultrastrong Coupling in Three-Dimensional Photonic-Crystal Cavities [36.212701687134064]
1次元フォトニック結晶空洞は横面に均一な空間分布を持つ。
製作の課題は、3D-PCCにおける強結合の達成を妨げている。
テラヘルツ周波数3D-PCCにおける多モード超強結合の実現について報告する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-23T21:14:01Z) - The role of dephasing for dark state coupling in a molecular
Tavis-Cummings model [0.0]
本研究では,非単元過程がTavis-Cummingsモデルにおける暗黒状態ダイナミクスに与える影響について検討する。
シミュレーションにより, 純脱落速度と粒子数が暗黒状態の個体数に有意な影響を及ぼすことが示された。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-19T11:43:05Z) - A theoretical perspective on molecular polaritonics [0.0]
光と物質の相互作用によって生じる偏光現象は難しい課題であることが証明されている。
前者の振動スペクトルの正確な処理は鍵であり、単純化された量子モデルは多くの場合有効ではない。
損失と散逸は、吸収や放射線の形で、偏光子の理論的記述に含まれなければならない。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-08T13:29:46Z) - Dispersive readout of molecular spin qudits [68.8204255655161]
複数の$d > 2$ スピン状態を持つ「巨大」スピンで表される磁性分子の物理を研究する。
動作の分散状態における出力モードの式を導出する。
キャビティ透過の測定により,クイディットのスピン状態が一意に決定できることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-29T18:00:09Z) - Emergent dark states from superradiant dynamics in multilevel atoms in a
cavity [0.0]
多層原子は、置換対称状態(英語版)(collective Dicke manifold)の部分空間内でさえ、空洞崩壊に完全に暗い固有状態を持つことができる。
興味深いことに、マルチレベル原子の超ラジカル崩壊は、これらの暗黒状態の1つに留まり、そこでは原子のマクロな分画が励起され続けている。
これは、量子センシングや量子シミュレーションに有用な集合散逸を通じて、物質の絡み合った暗黒状態を作るための扉を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-31T18:00:01Z) - Visualizing spinon Fermi surfaces with time-dependent spectroscopy [62.997667081978825]
固体系において確立されたツールである時間依存性光電子分光法を低温原子量子シミュレーターに応用することを提案する。
1次元の$t-J$モデルの正確な対角化シミュレーションで、スピノンが非占有状態の効率的なバンド構造に出現し始めることを示す。
ポンプパルス後のスペクトル関数の依存性はスピノン間の集団的相互作用を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-27T18:00:02Z) - Collective spontaneous emission of two entangled atoms near an
oscillating mirror [50.591267188664666]
我々は、真空状態の電磁場と相互作用する2つの同一原子系の協調自発放出を考える。
時間依存理論を用いて、2つの原子系から放射される放射スペクトルについて検討する。
振動ミラーの存在が減衰速度を向上または抑制できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-07T06:48:20Z) - Engineering multipartite entangled states in doubly pumped parametric
down-conversion processes [68.8204255655161]
2モード駆動の$chi(2) $媒体における光パラメトリックダウンコンバージョンにより生成される量子状態について検討する。
この分析は、プロセスによって生成されるモードのサブセットにおいて、多部、すなわち3部または4部、絡み合った状態の出現を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-23T13:53:12Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。