論文の概要: Extensively degenerate superradiant phase in a giant-atom quantum Rabi ring

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.09880v1
• Date: Wed, 07 Oct 2026 11:40:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-08 21:58:22.878357
• Title: Extensively degenerate superradiant phase in a giant-atom quantum Rabi ring
• Title（参考訳）: 巨大原子量子ラビ環における励起縮退超放射相
• Abstract要約: 一致した巨大原子カップリングを持つ$N$サイト量子ラビ環が超ラジカル配置を退化させることを示す。 光子ホッピングに対する接触強度の比を調整すれば、平均場エネルギーは単一部位のラビエネルギーの和に減少する。 縮退は、分散励起スペクトルにもかかわらず二次量子ゆらぎを生き残る。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3330229314824913
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We show that an $N$-site quantum Rabi ring with matched giant-atom couplings has $2^N$ degenerate superradiant configurations as the atomic-to-cavity frequency ratio $η=Δ/ω$ tends to infinity. Each atom couples to two cavities two sites apart, and the photon hopping carries a phase $π/2$. Tuning the ratio of contact strengths to the photon hopping reduces the mean-field energy to a sum of single-site Rabi energies, with a common critical coupling for all momentum-pair sectors. The degeneracy survives quadratic quantum fluctuations despite a dispersive excitation spectrum. At finite $η$, second-order processes involving the local cubic anharmonicity generate a same-sublattice Ising coupling of order $ω/η$, selecting ferro- and antiferro-superradiant configurations. This quantum order-by-disorder effect has no classical counterpart. Four-site calculations retaining all spin states quantitatively support the predicted energy coefficients. The separation between the induced coupling and the excitation gap allows a broad temperature interval with macroscopic photon occupation and short-range correlations between displacement signs.
• Abstract（参考訳）: 一致した巨大原子結合を持つ$N$サイト量子ラビ環は、原子-キャビティ周波数比$η=Δ/ω$が無限大になる傾向があるため、2^N$縮退超ラジアント構成を持つことを示す。 それぞれの原子は2つの空洞に結合し、光子ホッピングは相が$π/2$である。 光子ホッピングに対する接触強度の比を調整すれば、平均場エネルギーは、すべての運動量対のセクターに共通する臨界結合を持つ単一部位のラビエネルギーの和に還元される。 縮退は、分散励起スペクトルにもかかわらず二次量子ゆらぎを生き残る。 有限$η$では、局所立方体非調和性を含む二階過程は位数$ω/η$の同置換イジング結合を生成し、フェロ-および反フェロ-超ラジアン構成を選択する。 この量子オーダー・バイ・ディオーダー効果は古典的な相反するものではない。 すべてのスピン状態を保持する4つのサイト計算は、予測されたエネルギー係数を定量的に支持する。 誘導結合と励起ギャップの分離は、マクロフォトン占有と変位標識間の短距離相関を伴う広い温度間隔を可能にする。

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