論文の概要: Dynamical aspects of steady-state subradiance: Detailed balance and its breakdown

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.15785v1
• Date: Fri, 15 May 2026 09:42:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-18 21:22:26.238995
• Title: Dynamical aspects of steady-state subradiance: Detailed balance and its breakdown
• Title（参考訳）: 定常サブ放射の動的側面:詳細バランスと破壊
• Authors: Athreya Shankar, Simon B. Jäger, Jarrod T. Reilly, Raphael Kaubruegger, Murray J. Holland, Walter Hahn,
• Abstract要約: バッドキャビティレーザー(英: bad-cavity laser)は、2次元状態空間においてマルコフ連鎖として力学を定式化できるパラダイムシステムである。 本システムでは, サブラジアント系で発生する散逸相転移の関連について検討する。 確率電流の観測可能な結果はこの相におけるキャビティ光の自己パルスであり、強度相関関数の反相関ディップとして検出できる。
• 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: The dynamics of dissipative many-body quantum systems sometimes admit an emergent classical description in terms of a Markov chain even though the corresponding state space contains highly entangled states. In particular, a bad-cavity laser is a paradigm system whose dynamics can be formulated as a Markov chain in a two-dimensional state space spanned by collective angular momentum states. In this article, we investigate the connection between a dissipative phase transition that occurs in the subradiant regime of this system in the large atom number limit, and the properties of the underlying Markov chain. In one of the phases, the Markov chain approaches the detailed-balance condition with increasing atom number $N$ and hence becomes effectively time-reversible. This is caused by a collective atomic emission process that effectively reduces the Markov chain to one dimension. In the other phase, we find the emergence of time-asymmetric probability currents in the two-dimensional state space that signals a breakdown of detailed balance. This is accompanied by a macroscopic internal entropy production rate in the Markov chain that scales extensively with the atom number $N$. An observable consequence of the probability currents is a self-pulsing of the cavity light output in this phase, which can be detected as an anti-correlation dip in the intensity correlation function.
• Abstract（参考訳）: 散逸多体量子系の力学は、対応する状態空間に高い絡み合いのある状態があるにもかかわらず、マルコフ連鎖という観点で創発的な古典的記述を持つことがある。 特に、バッドキャビティレーザー(英: bad-cavity laser)とは、集合角運動量状態にまたがる二次元状態空間において、マルコフ連鎖として力学を定式化できるパラダイムシステムである。 本稿では,この系のサブラジアント系で発生する散逸相転移と,その基礎となるマルコフ鎖の性質との関係について検討する。 位相の1つにおいて、マルコフ連鎖は原子番号が$N$になるような詳細な平衡状態に近づき、したがって効果的に時間逆転する。 これは、マルコフ連鎖を1次元に効果的に還元する集合的原子放出過程によって引き起こされる。 一方,2次元状態空間における時間非対称な確率電流の出現は,詳細なバランスの崩壊を示唆する。 これは、原子番号$N$と共に広範囲にスケールするマルコフ連鎖におけるマクロ的な内部エントロピー生成速度を伴う。 確率電流の観測可能な結果はこの相におけるキャビティ光の自己パルスであり、強度相関関数の反相関ディップとして検出できる。

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