論文の概要: Topological Edge States and Collective Radiation in a One-Dimensional Atomic Chain
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.07616v1
- Date: Mon, 07 Sep 2026 15:21:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-11 21:36:06.802716
- Title: Topological Edge States and Collective Radiation in a One-Dimensional Atomic Chain
- Title（参考訳）: 一次元原子鎖におけるトポロジカルエッジ状態と集合放射線
- Abstract要約: 電磁真空と交互間隔を持つ同一量子エミッタの1次元2原子鎖の放射特性について検討した。
有限鎖に対して、厳密な対角化を用いて、崩壊率と空間プロファイルの異なる超ラジアント、サブラジアント、エッジ状態を特定する。
- 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: We investigate the topological and collective radiative properties of a one-dimensional diatomic chain of identical quantum emitters with alternating spacing, coupled to the electromagnetic vacuum. The system realizes an extended, non-Hermitian Su-Schrieffer-Heeger-type model with vacuum-mediated long-range interactions and collective dissipation. We focus on the single-excitation manifold, where the dynamics are described by an effective Hamiltonian. For an infinite chain, the complex band structure reveals subradiant modes associated with wave vectors outside the light line, as well as parameter regimes where real-part band crossings occur. The bulk topology is characterized by a complex Berry phase, which remains quantized in the presence of inversion symmetry and a spectral gap. For finite chains, using exact diagonalization, we identify superradiant, subradiant, and edge states with distinct decay rates and spatial profiles. Edge states emerge in the topologically nontrivial regime when a bulk gap in the real part of the energy spectrum is present, while subradiant states exhibit strongly suppressed decay with system-size dependence. Finally, we analyze the far-field radiation patterns associated with different classes of eigenstates and show that the emission characteristics reflect the decay properties, spatial localization, and the parity of the unit-cell amplitudes.
- Abstract（参考訳）: 電磁真空と交互間隔を持つ同一量子エミッタの1次元二原子鎖の位相的および集合的放射特性について検討した。
このシステムは真空媒質の長距離相互作用と集団散逸を伴う非エルミート的なSu-Schrieffer-Heeger型モデルを実現する。
実効ハミルトニアンにより力学が記述される単励起多様体に焦点をあてる。
無限鎖の場合、複素バンド構造は光線の外側の波動ベクトルに付随するサブラジアントモードと、実部バンド交差が起こるパラメータ構造を明らかにする。
バルク位相は、逆対称性とスペクトルギャップの存在下で定量化されている複素ベリー位相によって特徴づけられる。
有限鎖に対して、厳密な対角化を用いて、崩壊率と空間プロファイルの異なる超ラジアント、サブラジアント、エッジ状態を特定する。
エッジ状態は、エネルギースペクトルの実際の部分のバルクギャップが存在するときに、位相的に非自明な状態に現われる。
最後に, 固有状態の異なるクラスに関連付けられた遠方界放射パターンを分析し, 放射特性は, 崩壊特性, 空間局在, 単位セル振幅のパリティを反映していることを示す。
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