論文の概要: Impact of Static Disorder and Dephasing on Quantum Transport in LH1-RC Models

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.19059v1
• Date: Tue, 23 Sep 2025 14:23:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-24 20:41:27.888949
• Title: Impact of Static Disorder and Dephasing on Quantum Transport in LH1-RC Models
• Title（参考訳）: LH1-RCモデルにおける静的障害と劣化が量子輸送に及ぼす影響
• Authors: Stephon Alexander, Roger Andrews, Oliver Fox, Sarben Sarkar,
• Abstract要約: 狭帯域光モードにより駆動される人工LH1-RC複合体の励起伝達について数値解析を行った。 オフ共鳴では、効率は、デファス化と有限最適度に明確な非単調な依存で環境支援輸送を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We numerically study excitation transfer in an artificial LH1--RC complex -- an $N$-site donor ring coupled to a central acceptor -- driven by a narrowband optical mode and evolved under a Lindblad master equation with loss and dephasing. In the absence of disorder, the light-driven system exhibits a tall, narrow on-resonance efficiency peak (near unity for our parameters); dephasing lowers and narrows this peak without shifting its position. Off resonance, the efficiency shows environmentally assisted transport with a clear non-monotonic dependence on dephasing and a finite optimum. Under static disorder, two regimes emerge: photon--ring coupling and diagonal energetic disorder mix the drive into dark ring modes, activate dissipative channels, and depress efficiency over a detuning window, whereas intra-ring coupling disorder has a much smaller impact in the tested range; increasing the intra-ring coupling $g$ moves dark-mode crossings away from the operating detuning and restores near-peak performance. In the ordered, symmetric, single-excitation, narrowband limit we \emph{analytically derive} closed-form transfer efficiencies by projecting onto the $k{=}0$ bright mode and solving the photon--bright mode--acceptor trimer via a Laplace/linear-algebra (determinant) formula; these expressions include a probability-conservation identity $\eta + \sum_k L_k = 1$ that benchmarks the simulations and quantitatively predicts the resonant line shape and its dephasing-induced narrowing. A minimal ring toy model further reproduces coherent trapping and its relief by moderate dephasing (ENAQT). These analytics are exact in the ordered limit and serve as mechanistic guides outside this limit, yielding practical design rules for robust, bio-inspired light-harvesting devices.
• Abstract（参考訳）: 我々は、狭帯域光モードにより駆動され、損失と嫌悪を伴うリンドブラッドマスター方程式の下で進化した、人工LH1--RC複合体(中央アクセプターに結合した$N$サイトドナーリング)の励起伝達を数値的に研究する。 障害がない場合、光駆動システムは、高い、狭くオン共鳴効率のピーク(パラメーターの単位に近い)を示します。 オフ共鳴では、効率は、デファス化と有限最適度に明確な非単調な依存で環境支援輸送を示す。 静的障害下では、光子結合と対角エネルギー障害がドライブをダークリングモードに混合し、消散チャネルを活性化し、デチューニングウィンドウ上で効率を低下させ、一方、リング内結合障害はテスト範囲においてはるかに小さな影響を持つ。 順序付き、対称的、単励起、狭帯域制限 we \emph{analytically derive} 閉形式転送効率は、$k{=}0$ の明るいモードに投影し、ラプラス/線形代数(決定式)式を介して光子-ブライトモード-アクセプタートリマーを解くことで得られる。 ミニマルリング玩具モデルはさらに、中等度デファスティング(ENAQT)によるコヒーレントトラップとリリーフを再現する。 これらの分析は順序づけられた限界において正確であり、この限界の外側の機械的ガイドとして機能し、堅牢でバイオインスパイアされた光ハーベスティングデバイスのための実用的な設計規則を生み出している。

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