Dicke Phase Transition and Collapse of Superradiant Phase in Optomechanical Cavity with Arbitrary Number of Atoms
本文用自旋相干态变分法导出了光机械腔中任意原子数的基态能量、平均光子数和原子布居数的解析表达式。发现机械振荡的存在并不影响正常相和超辐射相之间的相界。然而，当原子-场耦合增加到一个所谓的转折点时，超辐射相位会由于振子的共振阻尼而坍缩。因此，系统在这一点上经历了一个额外的相变，从超辐射相到原子布居数反转态的新的正常相。超辐射相区随着光子-声子耦合的增加而减小。当耦合达到临界值时，能级间的布居数收缩为零，两个能级间发生直接的原子布居数转移。此外，我们发现了一个不稳定的非零光子态，它是超辐射态的对应物。在没有振子的情况下，我们的结果完全退化为Dicke模型的结果.特别是N = 1时的基态能量（即Rabi模型）与数值对角化在很宽的耦合常数范围内完全一致，无论是红失谐还是蓝失谐。Rabi模型仍然存在Dicke相变，这与最近的观测结果一致.
2017-02-24 quant-ph
Non-Equilibrium Quantum Phases of Two-Atom Dicke Model
本文研究了光学腔中两原子Dicke模型的非平衡量子相位，该模型可以在两种玻色-爱因斯坦凝聚体与单模光场相互作用中实现.除了通常的非平衡正相和反相之外，非平衡混合相是可能的，其是正相和反相的组合。预测了一种新的从非超辐射混合相到超辐射相的量子相变，这种相变可以通过调节两种不同的原子-光子耦合来实现。我们还发现，从非超辐射混合相到超辐射相的量子相变是禁止的两个原子-光子耦合强度的某些值。
2014-05-20 quant-ph
Superradiance of non-Dicke states
1954年，迪克预测，一个量子发射器系统被限制在一个亚波长体积内，将产生一个超辐射爆发。对于这样的爆发发生，发射器必须在零偶极矩的特殊Dicke状态。我们表明，超辐射爆发也可能出现非Dicke初始状态与非零的偶极矩。无论是迪克和非迪克初始状态，超辐射的出现是由于在发射状态的量子相位的色散的减少。对于非Dicke态，量子相位与调制偶极矩振荡的长周期包络的相位有关。量子相位色散的减小导致包络相位色散的减小，这导致包络的相长干涉和超辐射爆发。
2016-12-03 quant-ph
Superradiant Phase Transition and Statistical Properties in the Dicke-Stark Model
North China Electric Power University（华北电力大学）；Electric Power Research Institute of Yunnan Power Grid Co., Ltd.（云南电网有限责任公司电力科学研究院）
本研究通过分析狄克-斯托克模型的超辐射相变及统计特性，揭示了光场在不同耦合强度下的行为转变及温度对纠缠和自旋压缩的影响。
2026-03-03 quant-ph
(Almost) Everything is a Dicke model -- Mapping non-superradiant correlated light-matter systems to the exactly solvable Dicke model
本文研究了单模腔中具有Dicke耦合的相互作用量子自旋系统，将非超辐射相中一大类模型在弱耦合极限下的低能扇区映射到精确可解的Dicke模型，并以Dicke-Ising模型为例进行了验证。
2024-05-02 cond-mat.str-el quant-ph
Radiation Eigenmodes of Dicke Superradiance
本文计算了$N$二能级原子系综超辐射的场本征模。虽然数值技术是有效的，由于问题的对称性，我们还开发了一种分析方法来近似的模式在限制大量的发射器。我们发现Dicke超辐射辐射仅限于少数几种模式，超过90%的光子是以单一的主模式发射的.
2020-09-24 quant-ph
Hierarchic superradiant phases in anisotropic Dicke model
School of Physics, Nankai University（南开大学物理学院）
该研究通过分析各向异性迪克模型的非解析性，揭示了超辐射相的分层结构，并利用洛施密特回声验证了分层超辐射相的存在。
2026-01-07 cond-mat.str-el quant-ph
Superradiant Phase Transition in the Strong Coupling Regime
本文提出通过对强耦合区间标准Dicke模型中的二能级系统频率施加周期调制，等效实现超强耦合区间可调的各向异性Dicke模型，从而为在腔或电路量子电动力学系统中观测超辐射相变提供可行途径。
2022-08-26 quant-ph
Thermodynamics and Superradiant Phase Transitions in a three-level Dicke Model
我们分析了广义Dicke模型的热力学性质，即与两个玻色子模式相互作用的三能级系统的集合。我们表明，在有限的温度下，该系统只经历一阶相变，这是在对比的零温度的情况下，二阶相变存在以及。我们讨论的自由能和突出的期望值。讨论了消失温度的极限。
2016-10-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum phase transitions in a Dicke trimer with both photon and atom hoppings
School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macau Great Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）
研究三体Dicke模型中光子与原子跃迁的量子相变，揭示两者相互作用导致的正常相与受挫超辐射相的转变机制，以及耦合强度变化引发的多相序变。
2025-02-15 quant-ph
Superradiant Mpemba Relaxation in a Dicke Ladder
Universidade Federal de Goiás（戈亚斯联邦大学）；Universidade de São Paulo（圣保罗大学）
本文证明在Dicke阶梯的集体阻尼两能级系统中，初始更远离稳态的态可在弛豫中超越较近态，与超辐射发射共存，且交叉源于集体辐射动力学。
2026-09-23 quant-ph
Time-delayed feedback control of the Dicke-Hepp-Lieb superradiant quantum phase transition
通过对原子-场耦合的调制，我们将时滞金字塔控制方案应用于耗散Dicke模型。反馈创建一个无限序列的非平衡相与不动点和极限环的主要超辐射制度。我们分析这个霍普夫分岔方案作为延迟时间和反馈强度的函数，并确定相边界的分析条件。
2014-03-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Dicke coupling by feasible local measurements at the superradiant quantum phase transition
我们解决表征多体超辐射系统，并建立一个基本的量子临界性和本地估计的耦合常数，即提取其值的可能性之间的联系，通过探测整个系统的一部分。特别是，我们认为迪克类superradiant系统的ensmble的两个级别的原子与单模辐射场在零有效温度下相互作用，并解决估计的耦合只进行辐射测量。首先，我们得到了解析的量子费舍尔信息（QFI），并表明，最佳的耦合估计可以通过调谐辐射场的频率，以驱动系统的临界。利用高斯态的辛形式，明确地得到了临界点处QFI的标度行为。然后，我们分析了可行的检测方案的性能，仅在辐射子系统上进行，即零差检测和光子计数，并显示相应的Fisher信息（FI）接近全球QFI在临界区域。因此，我们得出结论，临界性是一种双重资源。一方面，全局QFI在临界点处发散，即耦合可以任意精度估计。另一方面，可行的局部测量的FI（其通常小于临界区域之外的QFI）示出了全局QFI的相同缩放，即耦合的最佳估计可以通过局部探测系统来实现，尽管其强烈的相互作用性质。
2016-01-15 quant-ph
Quantum Phase Transitions in a Generalized Dicke Model
本文研究两个自旋系综与单模玻色场耦合的广义Dicke模型，发现铁磁与反铁磁相互作用分别促进和抑制超辐射相，并通过Holstein-Primakoff变换及能隙闭合、纠缠熵发散等量子效应验证了相变。
2023-10-29 quant-ph
Laser driven superradiant ensembles of two-level atoms near Dicke's regime
本文报道了激光冷却的二能级原子系综超辐射的实验观测结果。在强驱动激光作用下，我们观察到系统沿对称轴具有超辐射。即使驱动激光与超辐射方向正交，也会发生这种情况。这种超辐射改变了自发发射，从而改变了拉比振荡。我们还研究了在几乎全反转系统中的Dicke超辐射随原子数的变化。实验结果与ab-initio，超越平均场计算定性一致。
2021-07-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Boundary-induced Phases in the Dissipative Dicke Lattice Model
本文研究少量格点耗散Dicke晶格模型，发现开放边界条件诱导出破缺平移对称性的超辐射相，而无限系统无此现象，凸显边界效应对稳态相的关键影响。
2025-08-14 quant-ph
Quantum coherence and speed limit in the mean-field Dicke model of superradiance
Dicke超辐射是一种原子系综与电磁辐射的集体耦合现象。本文讨论了平均场近似下Dicke超辐射模型的量子相干性的量化。我们发现单原子相干性的$l_1$ -范数由超辐射系统辐射的归一化平均强度的平方根给出。这验证了量子相干性作为一个有用的品质因数对理解超辐射现象的平均场方法。特别是，这一结果表明，探测单原子的相干性，通过辐射强度在超辐射系统，这可能是有用的实验实现是不可行的地址单独原子。此外，给定含时单原子态的非线性幺正动力学，有效地描述了$N$原子系统，我们分析了量子速度极限时间及其与相干性的$l_1$ -范数的相互作用。我们验证了量子相干性加速了超辐射系统的演化，即，在单原子态上存储的相干性越多，演化越快。这些发现揭示了超辐射系统中量子相干性所起的作用，这反过来可能会引起凝聚态物理和量子光学界的兴趣。
2020-11-16 quant-ph
The role of polaron dressing in superradiant emission dynamics
本研究聚焦激子凝聚态纳米结构中强发射体-声子耦合形成的极化子对超辐射发射的影响，通过双量子发射体模型分析极化子修饰混合亮暗狄克态的机制，发现激发激光脉长可调控超辐射衰减特性，并推导了匹配数值结果的解析表达式。
2024-07-30 quant-ph
Purcell-Dicke effect for an atomic ensemble near a surface
在长波长范围内，初始完全反转的原子系综的发射同时被集体效应（Dicke效应）和介电环境（Purcell效应）增强，从而产生了Purcell-Dicke效应。我们将N原子系综视为一个N+1能级的Dicke原子，并将其耦合到环境辅助的量子电动力学场中，从而研究了这种效应。我们发现，环境确实可以改变超辐射发射动力学，例如使用一个完美的导电板。由于发射获得了额外的各向异性的存在下的板，我们发现一个相关的共振Casimir-Polder潜在的原子，是集体增强，并表现出超辐射爆发的动力学。通过施加外部驱动激光场，引入了该效应的额外调谐。
2018-04-04 quant-ph
Dissipative dynamics and superradiant countinuous time crystal in a Rydberg-interacting Dicke system
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Shandong Normal University（山东师范大学）
研究Rydberg-修饰Dicke系统中耗散与相互作用的相互作用，揭示其非平衡动力学及超辐射连续时间晶体相的形成机制。
2026-10-26 physics.optics quant-ph
Quantum statistics of single-mode radiation emitted by superradiant Dicke states
研究了超辐射Dicke态原子系综发射的单模辐射的量子统计，发现早期近似为Glauber相干态而后期呈现量子特性，如光子数压缩甚至Fock态，并开发了适用于大原子数系综长时间计算的形式体系。
2025-08-13 physics.atom-ph quant-ph
Nonlinear dynamics of the dissipative anisotropic two-photon Dicke model
研究了具有耗散玻色子场的各向异性双光子Dicke模型的半经典极限，描述了其丰富的非线性动力学。除了正常和“超辐射”的相位，局部不动点的存在反映了封闭系统哈密顿量的频谱崩溃。通过超辐射不动点和正常不动点的Hopf分支，在一定的参数范围内形成极限环。我们还确定了由各向异性和一个区域的混沌动力学，这似乎是从级联的倍周期分岔引起的极翻转过渡。在混沌区，对称吸引子发生碰撞和碎裂。在整个相图中，我们发现了几个相共存的例子，导致相空间分割成不同的吸引盆地。
2022-07-13 quant-ph
Chiral Quantum Phases and Tricriticality in a Dicke Triangle
在Dicke三角形（TDT）中发现了量子三临界性和奇异相的存在，在TDT中，通过人工磁场的作用，三个腔相互连接，每个腔包含一个三能级原子系综.常规超辐射相（SR）通过一阶和二阶边界连接到正常相，三临界点位于这些边界的交点处。通过调节人工磁场，发现了除了SR相之外的手征超辐射相。该相位的特征在于非零光子流，其边界呈现手征三临界点（CTCP）。通过对不同临界指数的研究，我们能够区分CTCP和TCP的普适类的二阶临界点，以及发现两个不同的超辐射相之间的独特的临界行为。TDT可以在各种系统中实现，包括光学腔中的原子以及电路QED系统，允许探索各种各样的临界流形。
2022-09-01 quant-ph
Lee-Yang theory of the superradiant phase transition in the open Dicke model
利用Lee-Yang理论，从有限时间光子发射统计的阶乘累积量推断开放Dicke模型的超辐射相变，实现有限时长测量下的相变检测。
2024-08-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Superradiant phase transition in the ultrastrong coupling regime of the two-photon Dicke model
当前量子技术的可控性允许实现自旋玻色子模型，其中双光子耦合是光-物质相互作用的主导项。在这种情况下，当耦合强度变得与特征频率相当时，可以发生频谱塌陷，即离散系统频谱可以塌陷成连续频带。在这里，我们分析了双光子Dicke模型的热力学极限，该模型描述了一个量子比特系综与单个玻色子模式的相互作用。我们发现，存在一个参数制度，双光子相互作用诱导超辐射相变，光谱崩溃发生之前。此外，我们通过考虑二阶量子涨落项来扩展平均场分析，以分析低能谱并将临界行为与单光子情况进行比较。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
From Dicke to Anderson: Interplay of Superradiance and Disorder
利用非厄米哈密顿方法研究了一维和三维Anderson模型中无序和超辐射的相互作用。通过分析非厄米哈密顿量的复本征值，证明了向超辐射区的过渡。作为开放性的影响，本征态的结构经历了强烈的变化，在superradiant制度：我们表明，对无序的superradiant和subradiant子空间的敏感性是非常不同的，superradiant状态保持离域的无序增加，而subradiant状态是敏感的程度的混乱。
2014-07-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Comment on "Role of Matter Interactions in Superradiant Phenomena"
Friedrich-Alexander-Universit\"at Erlangen-N\"urnberg, Department of Physics, Staudtstraße 7, 91058 Erlangen, Germany
针对Mendonça等人关于Dicke-Ising模型的研究，本评论指出其计算的量子相图与其他研究矛盾，证明在该参数范围内该模型确实存在超辐射反铁磁中间相及相变线顺序变化特征。
2025-11-11 cond-mat.str-el quant-ph
Superradiant and Lasing States in Driven-Dissipative Dicke Models
本文给出了一个模型的非平衡相图，通过改变相干和非相干驱动项，该模型可以同时显示Dicke-Hepp-Lieb超辐射和规则激光。我们发现超辐射和标准激光在相图中的对应区域总是被一个正常区域所分隔。我们分析的行为系统使用的组合的精确数值的基础上的置换对称性的密度矩阵的小到中等数量的分子，和二阶累积量方程大量的分子。我们发现超辐射态和激光态的光子分布性质非常相似，但发射光谱却有很大的不同。我们还表明，在相干和非相干驱动的存在下，一个周期加倍的路线发生的混沌状态。
2017-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Role of Matter Interactions in Superradiant Phenomena
本文通过模拟含各向同性与各向异性自旋耦合的类 Dicke 模型，揭示物质相互作用可改变相界、催生共存强关联相并增强超辐射。
2025-09-30 quant-ph
Directional superradiant emission from statistically independent incoherent non-classical and classical sources
自Dicke提出全同二能级原子系综增强定向自发发射概念以来，超辐射一直是量子光学中的一个突出问题。这种效应是基于相关的集体迪克态，这些迪克态是高度纠缠的。在这里，我们表明，增强定向发射的自发辐射也可以产生统计独立的非相干源通过测量发射的辐射的高阶关联函数。我们的分析适用于各种各样的量子系统，如被困原子，离子，量子点或NV中心，也是有效的统计独立的非相干经典发射体。这是实验证实了多达八个独立的热光源。
2014-03-25 quant-ph
Level crossings and superradiant quantum phase transition for a two-qutrit quantum Rabi model
University of Catania（卡塔尼亚大学）；Universidade Estadual de Ponta Grossa（蓬塔格罗萨州立大学）；CNR-IMM, UoS Università（意大利国家研究委员会材料研究所，大学小组）；INFN Sez. Catania（意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部）；University of Palermo（巴勒莫大学）；St. Kliment Ohridski University of Sofia（索非亚圣克利门特奥赫里德斯基大学）
研究了两量子三态量子拉比模型的能级交叉与超辐射量子相变现象，通过可积性分析揭示了相变机制。
2026-04-22 quant-ph
Quantum metrology with one-dimensional superradiant photonic states
具有大的和固定的光子数的光子态，例如Fock态，使量子增强计量成为可能，但仍然是实验上难以实现的资源。一个潜在的简单，确定性和可扩展的方式来产生这些状态包括充分激发$N$量子发射器平等地耦合到一个共同的光子水库，这导致了集体衰变称为迪克超辐射。发射的$N$ -光子态是一个高度纠缠的多模态，为了验证它的量子纠缠特性，我们（i）发展了计算一般多模光子态的量子费舍尔信息的理论工具，（ii）用它证明了一维波导中Dicke超辐射光子达到了Heisenberg标度，可以通过宇称测量饱和;（iii）研究这些状态对最先进的原子波导QED装置中实验限制的鲁棒性。
2019-02-20 quant-ph
Dicke superradiant enhancement of the heat current in circuit QED
研究集体耦合下N个量子比特在冷热浴间的热流，发现Dicke超辐射效应可显著增强热流，且在有限尺寸下呈二次方标度，在热力学极限下具参数化增强，对寄生浴具鲁棒性，并在超导电路实验中实现约10%的增强。
2025-03-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non equilibrium dynamics of an optomechanical Dicke model
受Dicke模型在光学腔中实验实现的启发，我们模拟了一个由横向抽运的二能级BEC构成的光机系统。通过对系统相图的详细研究，我们研究了从正常态和反转态到超辐射态的转变。由分析参数产生的丰富的相图显示了两种类型的超辐射相，共存区域和确定持续振荡的某些部分。我们研究了系统从任意相位开始的时间演化，并讨论了镜像频率在吸引子和稳定值中的作用。此外，我们增加了一个外部的机械泵的反射镜，这是能够改变镜的频率和研究的影响，泵的相图和系统的动力学。我们发现外镜频率改变了相图，甚至移动了临界转变点，从而预测了一个具有可控相变的系统。
2015-05-07 quant-ph
Spectrum of the Dicke model in a superconducting qubit-oscillator system
我们计算的透射光谱的超导电路实现的迪克模型和识别光谱特征，可以作为签名的超辐射相。特别是，我们计算系统的谐振频率作为偏置项的函数，这通常是在迪克模型的研究中没有，但通常存在于超导量子比特电路。为了避免过于复杂的拟议电路，我们假设一个固定的耦合强度。这种情况排除了通过改变临界点上的耦合强度来观察相变特征的可能性。我们表明，通过改变偏置点下固定的耦合强度得到的光谱可以包含正常和超辐射阶段的签名：在正常阶段，人们预计将观察到两个谱线，而在超辐射阶段四个谱线预计存在接近量子比特的对称点。如果参数波动和退相干率足够小，这四条谱线应该是可观测的，并且可以作为超辐射相位的特征。
2019-06-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Stability of Symmetry Breaking States in Finite-size Dicke Model with Photon Leakage
研究了具有光子泄漏的有限尺寸Dicke模型。结果表明，对称性破缺态，其特征在于非零$\langle \hat{a} \rangle \neq 0$和对应的基态在超辐射相的热力学极限，是稳定的，而孤立的有限大小的迪克哈密顿本征态守恒宇称对称性。我们引入并分析了一个有效的主方程，它描述了一对对称性破缺态的动力学，这对对称性破缺态是具有光子泄漏的超辐射区域中的简并最低能量本征态。很明显，光子泄漏是必不可少的，以稳定的对称性破缺状态，实现超辐射相没有热力学限制。我们的理论分析提供了一个替代的解释，使用有限尺寸模型来解释冷原子实验的结果显示超辐射与对称性破缺的光学腔。
2018-09-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
From superradiance to subradiance: exploring the many-body Dicke ladder
本文报道了稠密二能级原子系综集体辐射的时间分辨研究。我们比较，在相同的样品，建立的超辐射和次辐射的合奏时，由强激光驱动。这使我们能够测量作为时间函数的超辐射态和次辐射态的种群动态。特别是，我们证明了建立在时间的subradiant状态通过superradiant动力学。这说明了动力学的多体密度矩阵的超辐射系综的二能级原子时，偏离理想条件的迪克超辐射对称性禁止人口的次辐射状态。
2021-12-20 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Introduction to the Dicke model: from equilibrium to nonequilibrium, and vice versa
Dicke模型描述了量子化腔场与二能级原子系综之间的耦合。当原子数趋于无穷大时，这个模型可以过渡到超辐射相，属于平均场伊辛普适类。超辐射跃迁最初是在原子处于热平衡时被预测的，最近用一个由光学腔中的原子组成的量子模拟器实现了，该模拟器同时受到耗散和驱动。在这份进展报告中，我们提供了一些相关的迪克模型的理论概念的介绍，审查的临界性质的超辐射相变，平衡和非平衡条件之间的区别。此外，我们还解释了超辐射相变和更常见的激光跃迁之间的根本区别。我们的报告主要集中在单模光学腔中原子的稳态，但我们也提到了实时动力学的一些方面，以及其他量子模拟器，包括超导量子比特，捕获离子和使用冷原子的自旋轨道耦合。这些实现的不同之处在于它们描述的是平衡系统还是非平衡系统。
2019-02-28 cond-mat.dis-nn quant-ph
Depolarization shift of the superradiant phase transition
我们研究了原子气体的Dicke型超辐射相变的可能性，扩展的模型考虑了原子之间的短程退极化相互作用，相互接近的原子尺寸尺度，这种相互作用出现在一个正则化的电偶极图片的原子的QED。通过使用平均场模型，我们发现临界密度确实存在，尽管原子-原子接触相互作用使其移动到比裸Dicke模型更高的值。我们认为，该系统，在临界密度，过渡到凝聚，而不是“超辐射”相。
2016-04-28 cond-mat.other quant-ph
Dynamical properties of the finite-size Dicke model coupled to a thermal reservoir
研究了色散区中耦合到光子库的有限尺寸Dicke模型的动力学性质。在我们的哈密顿量中，系统-库耦合包含了与强原子-腔耦合相关的反旋转项。由于色散制度被认为是足够准确地描述内的有限维子空间的修饰状态的低能量状态的动力学。利用系统与库之间时间尺度的分离，在不忽略反旋项的情况下，导出了子空间中的马尔可夫量子主方程。腔模期望的时间演化表明，长寿命态的分岔对应于孤立模型中的超辐射跃迁。主方程明确给出了稳态解。稳态下一阶关联函数的数值计算结果表明，强的原子-腔耦合增强了相干性，软化了超辐射区的退相。
2018-10-13 quant-ph
Melting of devil's staircases in the long-range Dicke-Ising model
本文研究了正方与三角晶格上长程 Dicke-Ising 模型的量子相图，结合平均场、精确映射和量子蒙特卡洛方法，揭示了长程相互作用导致的复杂磁有序超辐射相及相变特性。
2025-03-07 cond-mat.str-el quant-ph
Superradiant Quantum Phase Transition in Open Systems: System-Bath Interaction at the Critical Point
Università di Messina（墨西拿大学）
研究揭示开放系统中临界点处系统-环境相互作用对量子相变的影响，发现环境无法改变超辐射相的基态凝聚体，但环境场会因系统影响而获得宏观占据。
2026-01-12 quant-ph
Dissipation-induced bistability in the two-photon Dicke model
迪克模型是一个典型的量子光学模型，描述了一组两能级系统与单个玻色子模的相互作用。该模型的有效实施使得有可能观察到超辐射的出现，即，光与物质相互作用的集体性质所产生的合作现象。通过油藏工程和模拟量子模拟技术，目前的实验平台不仅允许我们实现Dicke模型，而且还允许我们设计更多的奇异相互作用，如双光子Dicke模型。在哈密顿的情况下，该模型提出了一个有趣的相图，其特征在于两个量子临界：超辐射相变和光谱崩溃，即，离散的能级合并成一个连续的带。在这里，我们研究量子比特和光子耗散的相变和不稳定性引起的光谱崩溃的影响。使用平均场解耦近似，我们解析地获得了对称性破缺信号的观测值的稳态期望值，确定了从正常到超辐射相的一阶相变。我们的稳定性分析揭示了一个非常丰富的相图，其特点是稳定，稳定和不稳定的阶段取决于耗散率。
2019-11-26 quant-ph
No singularities at the phase transition in the Dicke model
Dicke Hamilton描述了最简单的量子系统，其中原子与光子相互作用：N个两能级原子在一个只允许一种电磁模式的完美反射腔中。它也被成功地用来描述超导电路，其行为就像耦合到谐振器的人造原子。该系统在零温度下表现出向超辐射相的转变。当相互作用强度达到临界值时，腔中处于激发态的光子数和原子数以及它们的涨落都从零开始突然增加。采用自适应相干态，它表明，这些属性的规模与原子的数量，他们在临界点报告的分歧代表的限制时，这个数字趋于无穷大，并在此限制下，他们保持发散的superradiant阶段。解析表达式提出的所有感兴趣的观测量，任何数量的原子。与精确数值解的比较强烈支持的结果。
2011-04-04 quant-ph
Quantum phase diagrams of Dicke-Ising models by a wormhole algorithm
Department of Physics, Staudtstra e 7, D-91058 Erlangen, Friedrich-Alexander-Universit\"at Erlangen-N\"urnberg (FAU), Germany
本文通过虫洞算法研究Dicke-Ising模型的量子相图，揭示了顺磁和反顺磁相互作用下的相变特性及临界行为。
2025-11-24 cond-mat.str-el quant-ph
Universal fluctuations and squeezing in generalized Dicke model near the superradiant phase transition
鉴于近年来在非稳态或电感电容耦合超导量子比特、交叉场中的原子和具有自旋轨道相互作用的半导体异质结构等平台上实现各向异性光-物质相互作用的提议，旋转波项和反向旋转波项耦合强度不相等的广义Dicke模型的概念引起了人们极大的兴趣。对于这个模型，我们研究了当二能级系统的温度和数目都是有限时，正常到超辐射相变临界区的光子涨落。在这种情况下，超辐射量子相变改变为一个波动区域的相图，揭示了两种类型的临界行为。这些是Dicke模型（具有离散的$\mathbb{Z}_2$对称性）、（反）和Tavis-Cummings $U(1)$模型的区域。我们发现，在这些制度的光子凝聚体的压缩参数显示出不同的温度标度。此外，光子数的相对涨落具有普适性。我们还发现了一个温度标度，低于该温度标度接近零温度量子相变，其中量子涨落占主导地位。我们的有效理论是由非Goldstone的凝聚模式和Pauli算子的Majorana表示的泛函提供的。讨论了可积$U(1)$极限的Bethe渐近解.
2021-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Non-equilibrium states of a plasmonic Dicke model with coherent and dissipative surface plasmon-quantum emitter interactions
混合光子等离子体纳米结构允许工程师的量子发射器和腔模式的耦合占直接相干和环境介导的耗散途径。利用广义等离子体Dicke模型，我们探讨了这些相互作用的非平衡相图。分析表明，它们的相互作用导致了超辐射态和规则激光态向耗散耦合区的扩展，并产生了与超辐射态和规则激光态有边界的无粒子数反转的激光相。计算出的光子发射光谱表明，这些阶段进行不同的签名。
2020-01-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dilute gas of ultracold two-level atoms inside a cavity; generalized Dicke model
考虑了原子质心运动和腔模变化对腔中超冷二能级原子气体的影响。我们使用广义Dicke模型，并分别分析了高斯和驻波模式形状的情况。由于原子的外部运动能与内部原子能和场能之间的相互作用，相图表现出标准Dicke模型中没有的新特征，如在正常相和超辐射相之间存在一级和二级相变。由于原子运动的量子描述，内部和外部原子的自由度是高度相关的，导致修改的正常和超辐射阶段。
2009-06-22 cond-mat.other quant-ph
Comparative Study of Indicators of Chaos in the Closed and Open Dicke Model
Indian Institute of Technology Gandhinagar（印度国立甘地纳加尔理工学院）
研究闭合与开放迪克模型中混沌指标的差异，发现谱形式因子在正则区域可能偏离泊松预测，且开放模型中耗散谱形式因子显示二次滴-坡-平台行为，与 GinUE 一致。
2026-04-15 hep-th quant-ph
Quantum viscosity mechanism of the dissipative dynamics in the Dicke model expressed via Lindblad equation of motion
National University of Science and Technology MISIS（国立科学技术大学MISIS）；HSE University（高等经济学院）
本文通过量子力学推导Dicke模型在超辐射相中与Caldeira-Leggett热浴耦合的Lindblad方程，解析证明了半经典极化激元凝聚运动方程中的有效粘滞在零温极限下仍然存在，并指出该粘滞源于热浴中谐振子的虚激发。
2026-05-22 cond-mat.other quant-ph
Monte-Carlo Simulations of Superradiant Lasing
我们提出了集体和个人的原子衰变过程中存在的原子系综的超辐射动力学的模拟。我们用Monte-Carlo波函数解出了密度矩阵，并在一个反映全同原子排列对称性的约化Dicke态基中识别出了量子跃迁。虽然迪克表示中的密度矩阵元素的数量随原子数多项式地增加，但是量子跳跃动力学在时间上仅填充单个迪克态，因此可以对数万个原子进行有效的模拟。计算的超辐射脉冲从最初激发的原子同意与最近的实验结果与锶原子，但在这些实验中的快速原子损失不允许稳态超辐射定量。通过引入新原子的入射通量，该系统可以保持一个大的平均原子数，我们的理论计算预测激光与毫赫兹线宽，尽管快速原子数波动。
2018-06-13 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Numerical solutions of the Dicke Hamiltonian
研究了多个二能级原子与腔中单色光场相互作用系统的Dicke哈密顿量的数值解。迪克模型是量子集体行为的一个例子，它在热力学极限下表现出超辐射量子相变。采用两种不同的基地得到的结果进行了比较。它们都是用赝自旋基来描述原子态。对于光子态，我们在一种情况下使用Fock态，而在另一种情况下，我们使用建立在与每个原子态相关联的特定相干态上的基。结果表明，当原子数增加时，在超辐射相系统的基态的描述需要一个等效的光子数被包括在内。这对可以使用Fock态计算的状态施加了很大的限制，而当原子序数增加时，在另一个基中获得收敛结果所需的维数减少，从而允许在Fock基中非常困难的计算。当然，它也减少了计算时间，节省了计算资源。我们给出了基态和第一激发态的能量、光子数和激发原子数的结果。
2011-08-02 quant-ph
The Husimi distribution, the Wehrl entropy and the superradiant phase in spin-boson interactions
我们研究了场-物质相互作用的Dicke模型中基态的Husimi分布，以可视化相空间中从正常到超辐射的量子相变。我们遵循精确的数值和变分分析，而不使用通常的Holstein-Primakoff近似。我们发现，Wehrl熵的Husimi分布提供了一个指标的急剧变化的对称性槽的临界点。此外，我们还注意到Husimi分布的零点表征了Dicke模型的量子相变.
2014-09-19 math-ph math.MP quant-ph
Large-N scaling behavior of the quantum fisher information in the Dicke model
利用约化两原子态的量子费舍尔信息（QFI），分别在无限尺寸和有限尺寸的$N$ $N$体系中，研究了Dicke模型超辐射相变的量子临界性.给出了其基态QFI的解析表达式。利用有效的玻色相干态技术，在可达系统尺寸较大的情况下，进行了有限尺寸标度分析。我们还研究了约化$N$原子态的标度QFI的大尺度标度行为，给出了精确的标度指数。
2015-10-08 quant-ph
