論文の概要: Theory of the Collective Many-body Subradiance in Waveguide QED

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.03954v1
• Date: Sun, 05 Apr 2026 04:08:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-07 15:49:18.846545
• Title: Theory of the Collective Many-body Subradiance in Waveguide QED
• Title（参考訳）: 導波路QEDにおける集合多体サブ輝度の理論
• Authors: Xin Wang, Junjun He, Zeyang Liao,
• Abstract要約: 最もラジアンな状態の直線幅は、どちらの場合も普遍的なN-3スケーリングを示す。 深波長状態においては、崩壊速度は境界干渉による偶発振動を示す。 これらの結果は、ブラッグエッジ干渉、有限サイズ効果、および近接場双極子-双極子相互作用が超狭小形、強くシフトしたサブラジアント共鳴において果たす役割を統一する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.120806854336386
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present an analytical theory for the most subradiant modes in a finite one-dimensional emitter array coupled to either an ideal or a nonideal waveguide. Using an effective non-Hermitian Hamiltonian together with a Bragg-edge open-boundary ansatz, we derive compact eigenvalue expressions showing that the linewidths of the most subradiant states exhibit a universal N^{-3} scaling in both cases. However, in the deep-subwavelength regime, the decay rates display even-odd oscillations due to boundary interference. Furthermore, we demonstrate that the collective energy shift of the most subradiant state approaches a constant value that depends on the atomic separation, with the leading finite-size correction scaling as N^{-2}. These results unify the roles of Bragg-edge interference, finite-size effects, and near-field dipole-dipole interactions in shaping ultranarrow, strongly shifted subradiant resonances, providing a transparent framework beyond the ideal-waveguide limit and opening potential applications in subradiant spectroscopy and waveguide-QED-based sensing.
• Abstract（参考訳）: 我々は、イデアルまたは非イデアル導波路に結合した有限1次元エミッタアレイにおいて、最もラジアントモードの解析理論を提案する。 ブラッグエッジ開有界アンサッツと共に有効非エルミート的ハミルトニアンを用いて、最もラジアンな状態の直線幅がどちらの場合も普遍的なN^{-3}スケールを示すことを示すコンパクト固有値式を導出する。 しかし、深波長状態においては、崩壊速度は境界干渉による偶発振動を示す。 さらに、最もラジアント状態の集合的なエネルギーシフトが原子分離に依存する定数に近づき、先行する有限サイズの補正スケーリングがN^{-2}となることを示した。 これらの結果は、ブラッグエッジ干渉、有限サイズ効果、および近接場双極子-双極子相互作用が超狭く、強くシフトしたサブラジアント共鳴において果たす役割を統一し、理想導波路限界を超えて透明な枠組みを提供し、サブラジアント分光および導波路-QEDセンシングにおけるポテンシャル的応用を提供する。

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