論文の概要: Two-Photon Bound States in the Continuum: A No-Go Theorem and Long-Lived Quasi-Bound States

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.16527v1
• Date: Mon, 17 Aug 2026 13:07:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-18 19:59:03.704874
• Title: Two-Photon Bound States in the Continuum: A No-Go Theorem and Long-Lived Quasi-Bound States
• Title（参考訳）: 連続体における2光子境界状態:ノーゴー理論と長寿命準境界状態
• Abstract要約: 連続体における2光子バウンド状態は、光子-光子相互作用にもかかわらず量子干渉が放射減衰を抑制するような強い状態を与える。 非相互作用ボゾン連続体に線形に結合した1つの非線形モードは、連続体における相互作用活性な2光子境界状態をサポートできないことを示す。 このような正確な有界状態は禁じられているが、長寿命の2光子準有界状態は依然として可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.950340390752244
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Two-photon bound states in the continuum provide a stringent setting in which quantum interference must suppress radiative decay despite photon--photon interactions. Here, we prove a no-go theorem showing that a single nonlinear mode linearly coupled to a noninteracting bosonic continuum cannot support an interaction-active two-photon bound state in the continuum, provided the local spectral density vanishes only at isolated energies. Apart from this regularity condition, the result is independent of the continuum dispersion and the frequency-dependent coupling. Although such an exact bound state is forbidden, long-lived two-photon quasi-bound states remain possible. For a giant Kerr cavity nonlocally coupled to a waveguide, we derive the asymptotic scaling of the two-photon decay rate with the coupling-point separation from weak nonlinearity to the hard-core limit. We further identify a regime in which the two-photon resonance is substantially longer lived than the single-photon excitation. Our work establishes the limits of exact multiphoton confinement while opening a route to engineering long-lived interacting few-photon states.
• Abstract（参考訳）: 連続体における2光子バウンド状態は、光子-光子相互作用にもかかわらず量子干渉が放射減衰を抑制するような強い状態を与える。 ここでは、非相互作用ボゾン連続体に線形に結合された1つの非線形モードが連続体における相互作用活性な2光子境界状態をサポートできないことを示すノーゴー定理を証明し、局所スペクトル密度が孤立エネルギーでのみ消滅すると仮定する。 この規則性条件とは別に、結果は連続分散と周波数依存結合とは独立である。 このような正確な有界状態は禁じられているが、長寿命の2光子準有界状態は依然として可能である。 導波路に非局所的に結合した巨大ケーラー空洞に対して、弱い非線形性からハードコア限界への結合点分離による2光子崩壊率の漸近スケーリングを導出する。 さらに、2光子共鳴が単光子励起よりもかなり長寿命である状態を特定する。 我々の研究は、数光子状態の長期間にわたる工学的相互作用の経路を開きながら、正確な多重光子閉じ込めの限界を確立する。

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