論文の概要: Master Equation for Quantum Self-Organization of Atoms and Molecules in Cavities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.07853v1
- Date: Mon, 11 Aug 2025 11:10:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-12 21:23:29.060471
- Title: Master Equation for Quantum Self-Organization of Atoms and Molecules in Cavities
- Title（参考訳）: キャビティ中の原子と分子の量子自己組織化のマスター方程式
- Authors: Tom Schmit, Catalin-Mihai Halati, Tobias Donner, Giovanna Morigi, Simon B. Jäger,
- Abstract要約: 我々は、偏光可能な粒子の単独運動変数の力学に対する効果的なリンドブラッドマスター方程式を導出する。
理論的な記述は、広い温度間隔で力学を捉えていることを示すことによって検証する。
我々の理論は、空洞内の量子気体の力学を記述するための強力な枠組みを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum gases of atoms and molecules in optical cavities offer a formidable laboratory for studying the out-of-equilibrium dynamics of long-range interacting systems. Multiple scattering of cavity photons mediate interactions, and the emerging phases of matter are determined by the interplay of photon-mediated forces, dissipation, and quantum and thermal fluctuations. Control of these dynamics requires a detailed understanding of the mechanisms at play. Due to the number of degrees of freedom, however, effective theoretical models often work in specific limits, where either the cavity field is treated as a semiclassical variable or the cavity state is a slightly perturbed vacuum state. In this work, we present the derivation of an effective Lindblad master equation for the dynamics of the sole motional variables of polarizable particles, such as atoms or molecules, that dispersively couple to the cavity field. The master equation is valid even for relatively large intracavity photon numbers, and is apt to study both the steady-state regime and the out-of-equilibrium dynamics where quantum fluctuations of the field seed the onset of macroscopic coherences. We validate the theoretical description by showing that it captures the dynamics across a wide temperature interval, from Doppler cooling down to the ultra-cold regime, and from weak to strong cavity-mediated interactions. Our theory provides a powerful framework for the description of the dynamics of quantum gases in cavities and permits, amongst others, to connect models and hypotheses of statistical mechanics with a versatile experimental platform.
- Abstract（参考訳）: 光学キャビティにおける原子と分子の量子ガスは、長距離相互作用系の平衡外ダイナミクスを研究するために、強い実験室を提供する。
共振器光子の多重散乱は相互作用を媒介し、物質の発生相は光子を媒介する力、散逸、量子および熱ゆらぎの相互作用によって決定される。
これらのダイナミクスの制御には、実行中のメカニズムの詳細な理解が必要である。
しかしながら、自由度の数のため、有効理論モデルはしばしば特定の極限で機能し、空洞場は半古典変数として扱われるか、空洞状態はわずかに摂動真空状態である。
本研究では、原子や分子などの偏光性粒子の運動変数を空洞場に分散させるための効果的なリンドブラッドマスター方程式の導出について述べる。
主方程式は比較的大きなキャビティ内光子数に対しても有効であり、磁場の量子揺らぎがマクロコヒーレンスの開始をシードする定常状態状態と平衡外力学の両方を研究するのに適している。
ドップラー冷却から超低温状態,弱い空洞媒介相互作用から強い空洞媒介相互作用まで,広い温度間隔でダイナミックスを捕捉することを示すことによって,理論的な記述を検証した。
我々の理論は、キャビティにおける量子気体の力学を記述するための強力な枠組みを提供し、そのほか、統計力学のモデルと仮説を多機能な実験プラットフォームと結びつけることを可能にしている。
関連論文リスト
- Multi-Photon Quantum Rabi Models with Center-of-Mass Motion [45.73541813564926]
本稿では,多価ロンバダの原子を空洞内で記述するための厳密な第二量子化フレームワークを提案する。
このアプローチの重要な特徴は、ハミルトニアン平均化理論の原子場作用素への体系的応用である。
顕著な発見は、粒子-粒子相互作用の出現である。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-07-07T09:50:48Z) - Optical lattice quantum simulator of dynamics beyond Born-Oppenheimer [45.29832252085144]
我々は,光学格子に閉じ込められた超低温フェルミオン分子を基盤として,非断熱効果をシミュレートするプラットフォームを提案する。
我々は、電子や陽子の水素原子への散乱を研究することで、我々の提案をベンチマークする。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-30T14:46:26Z) - Unveiling the Dance of Molecules: Ro-Vibrational Dynamics of Molecules under Intense Illumination at Complex Plasmonic Interfaces [0.0]
本研究では,Fabry-Perotキャビティおよび3次元プラズモン準曲面における強共振ポンプ励起後の分子集合の緩和ダイナミクスについて検討した。
シミュレーションにより、空洞内の緩和経路は自由空間に比べて劇的に変化し、永続的な分子アライメントが特徴である。
また、分子キャビティモードの脱落によって引き起こされる、未報告の緩和安定化機構の存在も示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-03T22:17:35Z) - Quench dynamics in higher-dimensional Holstein models: Insights from Truncated Wigner Approaches [41.94295877935867]
電子ホッピングの急激なスイッチオン後のホルシュタインモデルにおける電荷密度波の融解について検討した。
ホルシュタイン連鎖で得られた正確なデータと比較すると、フォノンと電子の半古典的な扱いは音速力学を正確に記述するために必要であることを示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-12-19T16:14:01Z) - Single-molecule motion control [0.0]
格子構造内の静電電荷から力を利用して単分子拡散を制御するための玩具モデルを提案する。
表面電荷密度は拡散に大きく影響し, クーロン力に類似した線形スケーリングを示す。
我々のモデルにより予測された分子軌道は、特に重力支援加速度のような挙動において、惑星運動に類似している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-26T16:05:49Z) - A perspective on ab initio modeling of polaritonic chemistry: The role
of non-equilibrium effects and quantum collectivity [0.0]
この観点は、分極性化学の理論的な複雑さを簡潔に紹介する。
abinitioメソッドはこの複雑さに対処するために使われます。
キャビティ修飾化学の洗練された記述への様々な拡張が導入された。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-27T12:48:57Z) - Molecular Interactions Induced by a Static Electric Field in Quantum
Mechanics and Quantum Electrodynamics [68.98428372162448]
我々は、一様静電場を受ける2つの中性原子または分子間の相互作用を研究する。
我々の焦点は、電場誘起静電分極と分散相互作用への主要な寄与の間の相互作用を理解することである。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-30T14:45:30Z) - Spin Entanglement and Magnetic Competition via Long-range Interactions
in Spinor Quantum Optical Lattices [62.997667081978825]
超低温物質中における空洞を介する長距離磁気相互作用と光学格子の効果について検討した。
競合シナリオを導入しながら,グローバルな相互作用がシステムの根底にある磁気特性を変化させていることが判明した。
これにより、量子情報目的のためのロバストなメカニズムの設計に向けた新しい選択肢が可能になる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-16T08:03:44Z) - Theory of waveguide-QED with moving emitters [68.8204255655161]
単一励起部分空間における導波路と移動量子エミッタで構成されるシステムについて検討する。
まず、単一移動量子エミッタからの単一光子散乱を特徴付け、非相互伝達とリコイル誘起の量子エミッタ運動エネルギーの低減の両方を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-20T12:14:10Z) - Exploring dynamical phase transitions with cold atoms in an optical
cavity [0.0]
光学キャビティに約100万個のストロンチウム-88原子のアンサンブルを用いて、Lipkin-Meshkov-Glickモデルをシミュレートする。
本システムでは,システムサイズ,初期状態,その他のパラメータに対する動的相転移の依存性を探索することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2019-10-01T14:25:45Z)
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。