論文の概要: Competing Soft Modes and Tunable Multicriticality in a Generalized Two-Mode Quantum Rabi Model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.25455v1
- Date: Wed, 26 Aug 2026 07:19:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-27 14:15:15.644474
- Title: Competing Soft Modes and Tunable Multicriticality in a Generalized Two-Mode Quantum Rabi Model
- Title（参考訳）: 一般化2モード量子ラビモデルにおけるソフトモードと可変多臨界の競合
- Abstract要約: 多臨界現象は、量子多体系において中心的な役割を果たすが、その微視的な起源は、主に未解明のままである。
異方性は複素超ラジアント次数パラメータを位相ロックすることにより、親 U(1)-対称超ラジアント多様体をギャップのないゴールドストーン様モードで持ち上げることを示す。
本研究は, 強結合光物質系における波長可変多臨界の微視的起源として, 競合する軟モードチャネルを同定した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2425910171551517
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Multicritical phenomena play a central role in quantum many-body systems, yet their microscopic origin in light--matter platforms remains largely unexplored. Here we investigate a generalized two-mode quantum Rabi model with independently tunable rotating- and counter-rotating-wave couplings. We demonstrate that anisotropy lifts the parent U(1)-symmetric superradiant manifold with a gapless Goldstone-like mode by phase locking the complex superradiant order parameter. This phase-locking mechanism provides the common microscopic origin of the coordinate- and momentum-like soft-mode instabilities, the emergence of symmetry-related two- and four-triple-point multicritical topologies, and the corresponding thermodynamic responses. Within a unified Bogoliubov framework, we further show how the dominant soft mode is redistributed between the two symmetry-related instability channels, thereby determining the multicritical phase structure. The resulting phase boundaries are determined by collective soft-mode softening and coincide exactly with the mean-field instability conditions. We further show that the multicritical topology is directly encoded in the full quantum ground-state energy and its response functions, establishing a unified connection between phase topology, competing collective excitations, and thermodynamic observables. Our results identify competing soft-mode channels as the microscopic origin of tunable multicriticality in strongly coupled light--matter systems.
- Abstract（参考訳）: 多臨界現象は、量子多体系において中心的な役割を果たすが、その微視的な起源は、主に未解明のままである。
ここでは、独立に調整可能な回転波と反回転波のカップリングを持つ一般化された2モード量子Rabiモデルについて検討する。
異方性は複素超ラジアント次数パラメータを位相ロックすることにより、親 U(1)-対称超ラジアント多様体をギャップのないゴールドストーン様モードで持ち上げることを示した。
この位相同期機構は、座標や運動量のような軟モード不安定性、対称性に関連する2点と4点の多臨界トポロジーの出現、およびそれに対応する熱力学的応答の一般的な顕微鏡的起源を提供する。
統合されたボゴリューボフフレームワーク内では、支配的なソフトモードが2つの対称性関連不安定チャネル間でどのように再分配され、多臨界相構造が決定されるかを示す。
生成した位相境界は、集合軟モード軟化により決定され、平均フィールド不安定条件と正確に一致する。
さらに、多臨界トポロジは全量子基底状態エネルギーとその応答関数に直接エンコードされ、位相トポロジ、競合する集合励起、熱力学オブザーバブルの統一的な接続が確立されることを示す。
本研究は, 強結合光物質系における波長可変多臨界の微視的起源として, 競合する軟モードチャネルを同定した。
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