論文の概要: Transitions to super-radiance in ensembles of incoherently pumped emitters
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.15329v1
- Date: Sat, 15 Aug 2026 17:23:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-18 19:59:03.260301
- Title: Transitions to super-radiance in ensembles of incoherently pumped emitters
- Title（参考訳）: 無コヒーレント励起エミッタのアンサンブルにおける超輝度への遷移
- Abstract要約: 超放射能は、大きさの劣化と非放射能崩壊率に対して頑健であることを示す。
我々は、通常の放射率と超放射率の遷移における普遍的臨界スケーリング則を確立する。
- 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: Super-radiance is a striking phenomenon resulting from the collective interaction of emitters with light, and it is fundamentally related to the appearance of long-range correlations between the dipole moments of the emitters. As such, it represents a distinct phase of dissipative many-body systems compared to the case of independent emitters, similarly to how ferromagnetism stands out in magnetic materials in contrast to paramagnetism. In this work we address the conditions under which the transition to super-radiance can occur in ensembles of emitters subject to dephasing and individual decay -- a situation which is particularly relevant to the case of emitters in the solid state. The simplifying assumption of an ensemble of permutationally invariant emitters allows for the efficient solution of both the dissipative dynamics after a pulsed excitation, as well as of the steady state under incoherent pumping. This exact solution allows us to benchmark a truncated cumulant expansion approach, which can give predictions for arbitrarily big system sizes. We show that super-radiance is fundamentally robust to sizable dephasing and non-radiative decay rates, both under a pulsed excitation, as well as under continuous pumping. This robustness is the result of the collective acceleration effect of super-radiant emission with respect to the individual coupling to a local environment. We establish the universal critical scaling laws at the transition between normal radiance and super-radiance; and we show that, in the super-radiant phase, significant finite-size crossovers can be observed before reaching the asymptotic scaling regime. Our results pave the way for future experiments to provide a quantitative characterization of the scaling properties of super-radiance, seen as a distinct non-equilibrium many-body phase in ensembles of incoherently pumped emitters.
- Abstract（参考訳）: 超放射能はエミッタと光の集合的相互作用から生じる顕著な現象であり、エミッタの双極子モーメント間の長距離相関の出現と根本的に関係している。
そのため、磁気材料において強磁性が常磁性と対照的に際立っているのと同様に、独立したエミッタの場合と比較すると、散逸的な多体系の相を表わす。
本研究は, 脱落, 個別崩壊にともなうエミッタのアンサンブルにおいて, 超放射能への移行が生じる状況に対処するものである。
置換不変エミッタのアンサンブルの簡易な仮定は、パルス励起後の発散動力学と、不整合励起下での定常状態の両方の効率的な解を可能にする。
この厳密な解により、トランクカットされた累積展開アプローチのベンチマークが可能になり、任意に大きなシステムサイズを予測することができる。
超放射能は、パルス励起下でも連続励起下でも、大きさのデファス化や非放射性崩壊率に対して基本的に堅牢であることを示す。
このロバスト性は、局所環境への個々の結合に対する超放射能放出の集団加速効果の結果である。
我々は、通常の放射率と超放射率の遷移における普遍的臨界スケーリング法則を確立し、超放射率相において、漸近的なスケーリング体制に到達する前に有意な有限サイズクロスオーバーが観測可能であることを示す。
この結果から,非平衡多体相が不整合励起エミッタのアンサンブルにおいて顕著な非平衡多体相であると考えられる超放射能のスケーリング特性を定量的に評価する方法が得られた。
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