論文の概要: Thermalization Regimes in a Chaotic Tavis-Cummings Model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.20955v1
• Date: Wed, 22 Apr 2026 18:00:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-24 14:40:06.11486
• Title: Thermalization Regimes in a Chaotic Tavis-Cummings Model
• Title（参考訳）: カオス型Tavis-Cummingsモデルにおける熱化レギュレーション
• Authors: Sameer Dambal, Eric R. Bittner,
• Abstract要約: 本研究は, カオス型Tavis-Cummings (TC) モデルにおける創発的熱化機構について検討する。 固有状態熱化仮説を用いて、材料多様体内の非可積分励起ハミルトニアンが局所熱化を促進することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This work investigates the emergent thermalization regimes in a chaotic Tavis-Cummings (TC) model and their implications in quantum spectroscopy. While the TC model is a cornerstone of cavity quantum electrodynamics, traditional treatments often overlook many-body effects that arise in the thermodynamic limit. We utilize the Eigenstate Thermalization Hypothesis to demonstrate that a non-integrable excitonic Hamiltonian within the material manifold drives local thermalization. By tuning the polariton splitting $g$, we observe two dynamical regimes: a thermalizing regime at low interactions driven by quantum chaos and ergodicity, and a non-thermalizing regime at high interactions where strong coupling suppresses ergodicity. We further show that these regimes have direct implications on output photon statistics, specifically influencing the correlation times $τ_c$ of the cavity population and the second-order correlation function $g^{(2)}(t+τ)$. We propose that entangled-biphoton spectroscopy serves as an ideal experimental platform to probe these effects and to allow the characterization of the underlying many-body exciton-coupling disorder $σ$ through coincidence measurements of the output. Taken together, these results exploit a naturally occurring many-body phenomenon to bridge theoretical predictions with experimental observables.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,カオス型Tavis-Cummings(TC)モデルにおける創発的熱化機構とその量子分光への応用について検討する。 TCモデルは空洞量子力学の基礎であるが、伝統的な治療は熱力学の限界で生じる多体効果を無視することが多い。 固有状態熱化仮説を用いて、材料多様体内の非可積分励起ハミルトニアンが局所熱化を促進することを示す。 偏光子分割を$g$に調整することにより、量子カオスとエルゴディディティによって駆動される低相互作用における熱化状態と、強い結合がエルゴディディディティを抑制する高相互作用における非熱化状態の2つの動的状態が観察される。 さらに、これらのレジームは出力光子統計に直接的な影響があることを示し、特に空洞人口の相関時間$τ_c$と2階相関関数$g^{(2)}(t+τ)$に影響を及ぼす。 両光子分光法は、これらの効果を探索し、出力の同時測定により、基礎となる多体励起子結合障害を$σ$で評価できる理想的な実験プラットフォームとして機能することを提案する。 これらの結果は、自然に発生する多体現象を利用して、理論的予測を実験的な観測物で橋渡しする。

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