論文の概要: Density Wave Ordering with Disordered Ultracold Fermions in Optical Cavities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.30769v1
- Date: Mon, 29 Jun 2026 18:03:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-03 16:22:35.954839
- Title: Density Wave Ordering with Disordered Ultracold Fermions in Optical Cavities
- Title（参考訳）: 光キャビティにおける不規則超低温フェルミオンを用いた密度波の秩序化
- Abstract要約: 超低温フェルミオンにおける共振器誘起密度波秩序と可制御性障害の相互作用について検討した。
運動量空間において、この障害はキャビティモードと密度波フーリエ成分の離散的な集合との通常の結合をフェルミオン密度モードの連続体への結合に変換する。
本研究は,光キャビティに結合したフェミオン性物質中の工学的障害のプローブとして,放射された空洞光とin situ密度画像の両方を同定した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.07249400282852116
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate the interplay between cavity-induced density-wave ordering and controllable disorder in a trapped two-dimensional gas of ultracold fermions. The atoms are dispersively coupled to an optical cavity and transversely driven by a pump beam, while an additional speckle beam spatially modulates the atom-light coupling through an AC-Stark shift of the atomic transition. In momentum space, this disorder converts the usual coupling between the cavity mode and a discrete set of density-wave Fourier components into a coupling to a continuum of fermionic density modes, weighted by the spectrum of the speckle pattern. Using linear response theory, we derive the superradiant threshold and show that the disordered interaction renormalizes the effective light-matter coupling, lowering the critical pump strength on average, with the threshold becoming self-averaging for short speckle correlation lengths. We complement this analysis with a numerical mean-field treatment that gives access to the intracavity photon number and to the real-space fermion density across the transition. These results confirm that the disorder shifts the photonic phase boundary and, above threshold, distorts the density-wave crystal by populating Fourier components beyond those selected by the clean cavity geometry. Our findings identify both the emitted cavity light and in situ density images as probes of engineered disorder in fermionic matter coupled to optical cavities.
- Abstract（参考訳）: 超低温フェルミオンを捕捉した2次元ガス中の共振器誘起密度波秩序と可制御性障害の相互作用について検討した。
原子は光学キャビティに分散結合され、ポンプビームによって横方向に駆動される一方、追加のスペックルビームは原子遷移の交流スタークシフトによって原子-光結合を空間的に変調する。
運動量空間において、この障害はキャビティモードと密度波フーリエ成分の離散的な集合との通常の結合を、スペックルパターンのスペクトルによって重み付けられたフェルミオン密度モードの連続体への結合に変換する。
線形応答理論を用いて、この超放射能閾値を導出し、乱れた相互作用が有効光-マター結合を再正規化し、臨界ポンプ強度を平均で低下させ、閾値が短いスペックル相関長の自己吸収となることを示す。
我々は、この解析を、キャビティ内光子数と遷移全体にわたる実空間フェルミオン密度にアクセスできる数値平均場処理で補完する。
これらの結果から, フォトニック相境界としきい値上において, フーリエ成分をクリーンキャビティ幾何で選択したものよりも多く投入することにより, 密度波結晶を歪ませることが確認された。
本研究は,光キャビティに結合したフェミオン性物質中の工学的障害のプローブとして,放射された空洞光とin situ密度画像の両方を同定した。
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