論文の概要: Non-Markovian exceptional points in waveguide quantum electrodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.05473v1
- Date: Tue, 07 Apr 2026 06:10:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-08 17:42:09.653118
- Title: Non-Markovian exceptional points in waveguide quantum electrodynamics
- Title（参考訳）: 導波路量子電磁力学における非マルコフ的例外点
- Authors: Stefano Longhi,
- Abstract要約: 量子エミッタの自然放出は、量子電磁力学の基本的な過程である。
非マルコフ導波路-QED環境における例外点(EP)の出現を示す。
実験により,非マルコフEP物理の実現と探索のための導波管-QEDシステムについて検討した。
- 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: Spontaneous emission of a quantum emitter, such as an excited atom, is a fundamental process in quantum electrodynamics (QED), typically associated with exponential decay to the ground state accompanied by irreversible photon emission. This simple Markovian picture, however, is profoundly modified in the presence of time-delayed feedback, structured continua, or cooperative emission, as occurs when an emitter radiates in front of a mirror, when several emitters radiate collectively, or in the case of a giant atom. In such regimes, strong non-Markovian dynamics arise from photon reabsorption and interference effects, leading to pronounced deviations from exponential decay. Here we demonstrate the emergence of exceptional points (EPs) in these highly non-Markovian waveguide-QED environments, i.e., non-Markovian EPs. These EPs appear directly in the relaxation dynamics as sharp transitions to oscillatory behavior, manifested by the appearance of real zeros in the excited-state amplitude. We analyze in detail the spontaneous emission of giant atoms with two or more coupling points, highlighting the mechanisms leading to non-Markovian EPs, and show that similar phenomena arise in other waveguide-QED settings, such as the collective spontaneous emission of spatially separated point-like emitters. Our results reveal waveguide-QED systems as experimentally accessible platforms for realizing and exploring non-Markovian EP physics.
- Abstract（参考訳）: 励起原子のような量子エミッタの自然放出は、量子電磁力学(QED)の基本的な過程であり、通常、不可逆光子放出を伴う基底状態への指数的崩壊と関連する。
しかし、この単純なマルコフ図は、複数の放射体が一括して放射されるとき、あるいは巨大な原子の場合、鏡の前で放射されるときのように、時間遅れのフィードバック、構造化された連続体、または協調放出の存在下で、深く修正されている。
このような状態において、強い非マルコフ力学は光子の再吸収と干渉効果から生じ、指数的崩壊から明らかな偏差をもたらす。
ここでは、非マルコフ的導波路-QED環境、すなわち非マルコフ的EPにおける例外点(EP)の出現を示す。
これらのEPは、励起状態振幅における実零点の出現によって現れる発振挙動への鋭い遷移として緩和力学に直接現れる。
我々は2つ以上の結合点を持つ巨大原子の自然放出を詳細に分析し、非マルコフEPにつながる機構を強調し、空間的に分離された点状エミッタの自然放出のような他の導波管-QED設定で同様の現象が生じることを示す。
実験により,非マルコフEP物理の実現と探索のための導波管-QEDシステムについて検討した。
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