論文の概要: Many-Body Super- and Subradiance in Ordered Atomic Arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.11795v2
- Date: Thu, 16 Apr 2026 16:16:12 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-17 16:09:14.172826
- Title: Many-Body Super- and Subradiance in Ordered Atomic Arrays
- Title（参考訳）: 秩序化された原子配列における多体スーパー・サブラディアンス
- Authors: Alec Douglas, Lin Su, Michal Szurek, Robin Groth, Sandra Brandstetter, Ognjen Marković, Oriol Rubies-Bigorda, Stefan Ostermann, Susanne F. Yelin, Markus Greiner,
- Abstract要約: 量子エミッターは光と区別がつかず、独立した粒子と大きく異なる放射特性を持つ集合的な光物質系に同期することができる。
ここでは、幾何学的に順序づけられた空間的に拡張された原子配列をサブ波長間隔で実現することにより、定性的に新しい集団構造へのアクセスを開放する。
これにより、集団放出が1つのディックモードに制限されず、代わりに光子を介する相互作用の順序付けられたネットワークから現れるという、根本的に新しいプラットフォームが確立される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.111758560494074
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: When quantum emitters couple indistinguishably to light, they can synchronize into a collective light matter system with radiative properties profoundly different from those of independent particles. To date, the resulting collective effects have largely been confined to point like or homogeneous ensembles. Here, we open access to a qualitatively new collective regime by realizing geometrically ordered, spatially extended atom arrays with subwavelength spacing. This establishes a fundamentally new platform in which collective emission is no longer confined to a single Dicke mode but instead emerges from an ordered network of photon mediated interactions. We find that 2D atom arrays undergo strong super and subradiant emission. Despite subwavelength spacing, we achieve site resolved imaging and directly observe the buildup of spatial correlations, demonstrating the transformation of cooperative decay into a strongly correlated many-body process. We observe extensive scaling of superradiance, uncover superradiant revivals, and reveal the ferromagnetic nature of superradiance and the antiferromagnetic nature of subradiance. Our results realize a novel programmable platform for exploring and utilizing dissipative many-body quantum physics, opening new possibilities for photon capture, storage, and atom photon entanglement.
- Abstract（参考訳）: 量子放出体が光と区別がつかない場合には、独立した粒子と大きく異なる放射特性を持つ集合的な光物質系に同期することができる。
これまでのところ、結果として生じる集合効果は、大半が点状または同質なアンサンブルに限られている。
ここでは、幾何学的に順序づけられた空間的に拡張された原子配列をサブ波長間隔で実現することにより、定性的に新しい集団構造へのアクセスを開放する。
これにより、集団放出が1つのディックモードに制限されず、代わりに光子を介する相互作用の順序付けられたネットワークから現れるという、根本的に新しいプラットフォームが確立される。
2次元原子配列は強いスーパーとサブラジアントの放出を受ける。
サブウェーブ長間隔にもかかわらず、位置分解されたイメージングを実現し、空間相関の蓄積を直接観察し、協調崩壊の強い相関多体過程への変換を実証した。
我々は、超放射能の広範囲なスケーリング、超放射能の回復を観測し、超放射能の強磁性特性とサブ放射能の反強磁性特性を明らかにする。
本研究は,光子捕獲,貯蔵,原子光子絡みの新たな可能性を開くために,散逸性多体量子物理学を探索・活用するための新しいプログラム可能なプラットフォームを実現する。
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