論文の概要: From Superradiance to Superabsorption: An Exact Treatment of Non-Markovian Cooperative Radiation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.05989v1
- Date: Fri, 09 Jan 2026 18:16:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-12 17:41:50.067209
- Title: From Superradiance to Superabsorption: An Exact Treatment of Non-Markovian Cooperative Radiation
- Title（参考訳）: 超放射能から超吸収へ:非マルコフ的協調放射線の厳密な治療
- Authors: Ignacio González, Ángel Rivas,
- Abstract要約: 損失共振器空洞に結合した2レベル原子のアンサンブルにおける協調放射現象の出現について検討した。
本結果より, 標準超放射能バーストを示すマルコフ相, 自発超吸収を特徴とする非マルコフ相, パルス集合放出を特徴とする臨界状態の3つが明らかとなった。
- 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: We investigate the emergence of cooperative radiation phenomena in ensembles of two-level atoms coupled to a lossy resonant cavity beyond the Markovian and mean-field approximations. By deriving a complete analytical solution for the two-emitter case and employing a numerically exact method for larger ensembles, we characterize the full transition from Markovian to non-Markovian collective dynamics for systems of up to $10^3$ emitters. Our results reveal three distinct regimes: a Markovian phase exhibiting the standard superradiant burst, a non-Markovian phase featuring spontaneous superabsorption of the emitted field, and a critical regime marked by pulsed collective emission. We show that the critical spectral width separating these behaviors increases monotonically with the number of emitters, demonstrating that environmental memory effects can be enhanced by cooperativity. Finally, we find that the superradiant scaling of the peak intensity progressively degrades with increasing system size, approaching a subquadratic law in the limit of a perfect cavity. In this regime, spontaneous superabsorption emerges as a distinct manifestation of non-Markovian cooperativity.
- Abstract（参考訳）: マルコフ及び平均場近似を超えた共振共振器に結合した2レベル原子のアンサンブルにおける協調放射現象の出現について検討した。
2つのエミッターの場合の完全な解析解を導出し、より大きなアンサンブルに対して数値的に正確な方法を用いることで、最大10^3$エミッターの系に対するマルコフ的から非マルコフ的集団力学への完全な遷移を特徴づける。
本結果より, 標準超放射能バーストを示すマルコフ相, 自発超吸収を特徴とする非マルコフ相, パルス集合放出を特徴とする臨界状態の3つが明らかとなった。
これらの挙動を分離する臨界スペクトル幅はエミッタ数とともに単調に増加し、協調性によって環境記憶効果が向上することを示した。
最後に、ピーク強度の超放射的スケーリングは、システムサイズの増加とともに徐々に低下し、完全空洞の極限で準四次法則に近づいた。
この状態において、自発的な超吸収は非マルコフ的協調性の明確な顕在化として現れる。
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