論文の概要: Band Structure and Dynamics of Single Photons in Atomic Lattices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.24596v1
- Date: Wed, 31 Dec 2025 03:36:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-01 23:27:28.55698
- Title: Band Structure and Dynamics of Single Photons in Atomic Lattices
- Title（参考訳）: 原子格子中の単一光子のバンド構造とダイナミクス
- Authors: Wenxuan Xie, John C. Schotland,
- Abstract要約: 1次元, 2次元, 3次元の原子格子の集合的性質を研究するための枠組みを提案する。
1次元と2次元のアレイは本質的に放射性を示し、超放射能と亜放射能の間に振動するバンドギャップと崩壊率を示す。
3次元格子は自然放出の阻害により基本的に非放射性であり、離散ブラッグ共鳴でしか崩壊しない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.377925801979894
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present a framework to investigate the collective properties of atomic lattices in one, two, and three dimensions. We analyze the single-photon band structure and associated atomic decay rates, revealing a fundamental dependence on dimensionality. One- and two-dimensional arrays are shown to be inherently radiative, exhibiting band gaps and decay rates that oscillate between superradiant and subradiant regimes, as a function of lattice spacing. In contrast, three-dimensional lattices are found to be fundamentally non-radiative due to the inhibition of spontaneous emission, with decay only at discrete Bragg resonances. Furthermore, we demonstrate that this structural difference dictates the system dynamics, which crosses over from dissipative decay in lower dimensions to coherent transport in three dimensions. Our results provide insight into cooperative effects in atomic arrays at the single-photon level.
- Abstract（参考訳）: 1次元, 2次元, 3次元の原子格子の集合的性質を研究するための枠組みを提案する。
我々は、単光子バンド構造と関連する原子崩壊率を分析し、次元性への根本的な依存を明らかにした。
1次元と2次元のアレイは本質的に放射性を示し、格子間隔の関数として超放射能と亜放射能の間に振動するバンドギャップと崩壊率を示す。
対照的に、3次元格子は自然放出の阻害により基本的に非放射性であり、離散ブラッグ共鳴でしか崩壊しない。
さらに、この構造的差異は、低次元の散逸崩壊から3次元のコヒーレント輸送へと交差する系の力学を規定することを示した。
その結果,原子配列の単一光子レベルでの協調効果について考察した。
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