Switchable Superradiant Phase Transition with Kerr Magnons
提出一种由单模腔、二能级系统和Kerr磁子组成的混合量子系统，通过Kerr磁子引入可调的AT抵消内在AT，从而在降低临界耦合强度的同时恢复被禁止的超辐射相变。
2023-09-13 quant-ph
Reply to Comment on "Superradiant Phase Transitions and the Standard Description of Circuit QED"
对C的评论的回复Ciuti和P. Nataf [arXiv：1112.0986v1]在我们的信“超辐射相变和电路QED的标准描述”[物理。107，113602（2011）]。
2012-06-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Parity-symmetry-breaking quantum phase transition via parametric drive in a cavity magnonic system
研究了在参量场驱动下，亚铁磁钇铁石榴石球中的磁振子与微波腔强耦合的腔磁振子系统中宇称对称性破缺的量子相变（QPT）。在适当的参数下，该腔磁振子系统可以呈现出丰富的相图，包括宇称对称相、宇称对称破缺相和非对称相。当驱动强度超过临界阈值时，腔体磁振子系统将经历一阶或二阶非平衡QPT，从微观激发的宇称对称相到宏观激发的宇称对称破缺相，这取决于系统的参数.我们的工作提供了一种替代的方式来工程QPT的混合量子系统包含自旋系综在铁或铁磁材料具有强交换相互作用。
2021-08-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dicke-Hepp-Lieb Superradiant Phase Transition and Independent Modes Model in Quantum Optomechanics
我们证明了在强耦合线性区，色散光-机哈密顿系统可以发生具有两个临界点的Dicke-Hepp-Lieb超辐射相变.高临界点是通常的二级Dicke超辐射相变，而低临界点是一种新的效应，表现出与通常的Dicke超辐射相似的性质。我们还表明，其量子基态附近的机械模式完全从光学模式和Bogoluibov类激发的光学模式的相似性。
2013-03-10 quant-ph
Superradiant Laser: First-Order Phase Transition and Non-stationary Regime
我们在两种极限情况下求解了超辐射激光模型。首先，固定的低泵浦制度被认为是一个一阶相变在半经典的解决方案发生。这种不连续性在量子体系中是模糊的。其次，我们解决了模型中的非平稳制度，我们找到一个时间周期的解决方案。对于一定的参数范围，可能会出现分离良好的脉冲。
1998-06-16 quant-ph
Active Frequency Measurement on Superradiant Strontium Clock Transitions
我们发展了一个随机平均场理论来描述脉冲超辐射发射的主动频率测量，最近的实验研究了锶-87原子被囚禁在光学腔中的光晶格中[M. Norcia等人，X 8，21036（2018）]。我们的理论揭示了有趣的动力学的原子系综与多个过渡频率，它再现了superradiant拍信号，噪声功率谱，和频率的不确定性与实验显着一致。此外，通过减少原子数目、延长超辐射脉冲和缩短实验占空比，我们预测了一个短期频率不确定度$9\times10^{-16} \sqrt{τ/s}$，这使得超辐射跃迁的主动频率测量与当前频率标准的记录性能相当[M. Schioppo等人，Nat.Photonics，11，48（2017）]。我们的理论结合了腔量子电动力学和量子测量理论，它可以很容易地应用于探索条件量子动力学和描述频率测量的其他过程，如稳态超辐射和超辐射拉曼激光。
2021-05-26 quant-ph
Unified Superradiant phase transitions
本文用统一的方法证明了简单轻物质模型的Dicke超辐射相变与经典振子极限是同一类型的。我们表明，在这两种情况下的平均场近似是准确的，并计算在参数空间中的过渡的结构和位置。我们将这项研究扩展到更广泛的模型，特别注意对称性的考虑。我们发现这些模型的参数空间中的相结构的一般特征。
2019-04-03 quant-ph
Superradiant phase transition in a model of three-level-lambda systems interacting with two bosonic modes
本文研究了三能级粒子与两个玻色子模的相互作用系统。哈密顿量具有广义迪克模型的形式。我们表明，在热力学极限下，该模型支持超辐射量子相变。值得注意的是，这可以是一阶和二阶相变。还给出了相图与哈密顿量的对称性之间的关系。此外，我们表明，该模型可以描述原子与电磁场相互作用的微观哈密顿量包括抗磁贡献。即使原子系统的参数遵守Thomas-Reiche-Kuhn求和规则，系统仍然显示出超辐射相变。
2012-12-21 quant-ph
Stability of polarizable materials against superradiant phase transition
本文研究了用最小耦合哈密顿量描述的具有纵向偶极-偶极相互作用的可极化材料超辐射相变的可能性。在均匀无限情形下，我们试图将哈密顿量约化为Dicke哈密顿量，并在空间非均匀情形下，利用格林函数的形式讨论了正常基态的稳定性。如果横向场和纵向场解耦，则纵向偶极-偶极相互作用的存在不会使超辐射相变成为可能。虽然在电偶极规范中，在单个原子偶极之间没有重叠的情况下，完全的偶极-偶极相互作用可以被消除，但是我们不能将哈密顿量约化为迪克哈密顿量，因为只有当所有的横向场和纵向场都保持不变时，消除才是合理的。在空间非均匀系统中，即使横场和纵场混合，如果系统在均匀情况下不发生超辐射相变，正常基态仍然是稳定的。
2014-12-17 quant-ph
Superradiant phase transition in a large interacting driven atomic ensemble in free space
本文理论分析自由空间中强偶极相互作用大尺度驱动原子系综的超辐射相变条件，揭示赝自旋守恒与非守恒衰变分别导致二级与一级相变，并以反射到透射的突变及量子涨落为标志。
2024-05-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Universal dynamics of superradiant phase transition in the anisotropic quantum Rabi model
研究了各向异性量子Rabi模型中超辐射相变的普遍非平衡动力学。通过引入位置算符和动量算符，利用微扰理论得到了正常相和超辐射相的基态及其激发能隙。我们解析地从激发能隙和临界点附近的发散长度尺度中提取了临界指数，发现临界指数与各向异性比无关。此外，通过模拟临界点附近的实时动力学，我们从相变延迟和发散的长度尺度中数值提取了临界指数，这与解析结果吻合得很好。我们的研究提供了一个动态的方式来探索量子拉比模型中的普遍临界行为。
2020-09-23 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
Exploring global symmetry-breaking superradiant phase via phase competition
本文在双模V型Dicke模型中发现由两个局域超辐射相竞争产生的全局对称性破缺超辐射相及四重点，并展示了一阶量子相变序列，为多能级量子临界现象研究提供新视角。
2024-03-13 quant-ph
Squeezed light induced symmetry breaking superradiant phase transition
本文从理论上研究了在压缩光驱动下，高质量腔中量子比特集体系统的量子相变。我们证明了压缩光诱导对称性破缺可以导致量子相变而不需要超强耦合。利用标准平均场论，我们导出了量子相变的条件。令人惊讶的是，我们发现，存在一个三临界点的第一和第二阶相变满足。在特定的原子-腔耦合强度下，一阶和二阶相变都可以通过压缩光来控制，从而通过仅增加压缩光强度来导致从正常相位到超辐射相位的光学切换。这些相变的特征可以通过检测由压缩光强度控制的具有不同轮廓的相空间维格纳函数分布来观察。这种超辐射相变可以在各种量子系统中实现，包括光学腔中的原子、量子点和离子以及电路量子电动力学系统。
2019-07-01 quant-ph
Nonreciprocal Superradiant Phase Transitions and Multicriticality in a Cavity QED System
本文在旋转且方向性压缩的回音壁模式微腔QED系统中，理论展示了无需超强耦合即可由外部泵浦控制的非互易一阶和二阶超辐射相变，并识别出两类可控非互易多临界点，为全光操控量子相变及集成非互易量子器件提供新途径。
2024-09-30 quant-ph
Fluctuations and photon statistics in quantum metamaterial near the superradiant transition
本文分析了超辐射相变时单模光子涨落及其计数统计。这项研究涉及的平衡迪克模型在一个政权的拉比频率，相关的光子模式与有限数量的量子位环境的耦合，过渡的控制参数的作用。我们使用有效的松原行动形式主义的基础上表示的泡利运营商的双线性形式与复杂的和马约拉纳费米子。然后，我们讨论了超辐射序参量和准粒子的涨落。计算了平均光子数、相变的波动Ginzburg-Levanyuk区和Fano因子。我们确定了描述平衡光子数完整计数统计的累积量母函数。超辐射跃迁的精确数值模拟表明与分析计算定量一致。
2019-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech 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
Thermal conductance at the superradiant phase transition in the quantum Rabi model
本研究探讨了量子 Rabi 模型中跨嵌于玻色子模式原子的热传输，发现超辐射相变在热导中有所表现，为开发基于有限组件量子相变的量子热器件提供了理论基础。
2025-05-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Possibility of superradiant phase transitions in coupled two-level atoms
虽然振子强度和规则禁止理想无相互作用二能级原子系统发生相变，但我们提出了腔中耦合二能级原子发生量子相变的可能性。在热力学极限下，系统发生超辐射相变，这种相变是由原子-原子吸引作用引起的，违反了求和定则。玻色相干态技术被用来精确定位有限尺寸系统中的量子临界点。我们预测存在的超辐射相变的原子数的增加，满足所有的限制所施加的总和规则。
2021-08-20 cond-mat.other 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
Configuration-based understanding of superradiant phase transitions in Dicke lattices
Center for Quantum Sciences and School of Physics, Northeast Normal University（东北师范大学量子科学中心与物理学院）
本文提出一种基于构型的分类方法，通过光子跳跃和晶格对称性统一解释Dicke晶格中的多稳态超辐射相变，并揭示了不同构型在耗散和封闭系统中的普适类差异。
2026-07-02 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
Topological Superradiant Universality Classes in Cavity-Mediated Spin Chains
Eastern Institute of Technology（宁波东方理工学院）；Institute for Advanced Study in Physics and School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院与高等研究院）
本文研究腔介导自旋链，发现一类拓扑上不同的新型超辐射临界性，其临界线具有独特的边缘简并性，且该临界性具有普适性，在Zₙ簇量子位链中也存在。
2026-10-28 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el 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
Superradiant Switching, Quantum Hysteresis, and Oscillations in a Generalized Dicke Model
我们证明了确定性非线性动力学的量子签名在过渡到超辐射的广义开放Dicke模型具有不同的耦合强度的共同和反向旋转的光-物质相互作用项。观察到一阶相变共存的正常和superradiant阶段，对应于这两个阶段之间的开关动力学的出现，由量子涨落驱动。我们表明，这种相位共存引起的磁滞回线也为量子力学系统。此外，在量子模拟中可以清楚地观察到向超辐射振荡相的转变。
2020-07-27 quant-ph
Entanglement Signature of the Superradiant Quantum Phase Transition
本文在Tavis-Cummings模型中研究超辐射量子相变，发现光子数随耦合强度二次方、随系统尺寸线性标度，并证明原子间量子关联与纠缠的交叉转变可作为该相变的序参量，且相关性质在热力学极限下保持。
2024-04-30 math-ph math.MP physics.optics
Superradiant to subradiant phase transition in the open system Dicke model: Dark state cascades
原子系综中的集体性会产生超辐射和亚辐射等效应。虽然超辐射已经被很好地研究并且可以在实验上获得，但亚辐射仍然难以捉摸，因为它很难在实验上和理论上进行跟踪。在这里，我们提出了一种新的类型的相变的共振驱动，开放的迪克模型，导致确定性产生的subradiant状态。在过渡时，系统从主要的超辐射状态切换到主要的次辐射状态。明确的实验签名的效果和纠缠特性进行了讨论。让系统弛豫到基态会产生级联的暗迪克态，暗态的数量达到1。此外，我们引入了一个集体的措施，可以量化的集体行为。
2017-07-12 quant-ph
Nonreciprocal superradiant quantum phase transition induced by the magnon Kerr effect
School of Physics, Hangzhou Normal University（杭州师范大学物理学院）；Department of Physics, Wenzhou University（温州大学物理系）；International Quantum Academy, Shenzhen（深圳量子研究院）
本文提出利用磁子凯尔效应在腔磁系统中实现非互易超辐射量子相变，通过研究磁子占据和波动揭示非互易相变特征，提出双向对比度量化非互易行为。
2026-04-04 quant-ph
Superradiant Phase Transitions and the Standard Description of Circuit QED
研究了含有大量人工原子的超导回路QED系统的平衡行为。它表明，目前接受的标准描述电路QED通过一个有效的模型失败在一个重要的方面：它预测的超辐射量子相变的可能性，即使一个完整的微观处理揭示了一个不去定理，这种相变已知的腔QED适用于电路QED系统以及。我们将不通过定理推广到多能级原子的情况，从而使它更适用于实际的腔或电路QED系统。
2011-03-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Finite-system Multicriticality at the Superradiant Quantum Phase Transition
我们证明了量子位玻色子模型中有限系统多临界性的存在，其中有偏量子位集体耦合到单模玻色子场。偏置和玻色子-量子比特耦合之间的相互作用产生了丰富的相图，显示了多个超辐射相和不同阶的相边界。特别是，在适当的偏置配置中，多个相位可能变得不可区分，这是多临界性的标志。确定了一系列的普适性类，这些多临界点的特点。此外，我们提出了一个捕获离子实现的潜力，探索多临界现象实验使用少量的离子。这一结果为在实验中探索多临界普适类开辟了一条新途径。
2020-02-28 quant-ph
Diversity of Superradiant Phase Transitions in the Bose-Fermi System under Tight-Binding Model in the Weak-Coupling Regime
本文研究一维紧束缚电子链与单模光学腔耦合的玻色-费米系统，揭示弱耦合区超辐射相变的多稳态和自发对称性破缺多样性，为可调量子固体器件在量子信息处理和计量学中的应用提供新见解。
2025-05-09 cond-mat.str-el quant-ph
Frustrated Superradiant Phase Transition
当系统由于冲突的约束而无法找到最低能量配置时，就会发生挫折。我们发现，当由于局部光-物质相互作用而导致的腔场基态超辐射不能同时使正光子跳跃能最小化时，会发生受抑超辐射相变。我们解决了迪克三聚体模型上的三角形图案与负和正的跳跃能量，并表明，后者的结果在一个六重简并基态流形中的平移对称性自发破缺。在受抑超辐射阶段，我们发现，两套不同的时间和波动尺度共存，一个由平均场临界指数和另一个由一个新的临界指数。后者与局域序参量差的涨落有关，并产生了与位置相关的光子数临界指数，这可以作为受抑超辐射相的实验探针。我们提供了一个非常规的临界标度的出现，并证明他们是在一个一维的迪克晶格与奇数个网站的手受挫superradiant阶段的一般属性。这里发现的受抑超辐射相变的机制适用于任何晶格几何结构，其中相邻站点的反铁磁有序是不相容的，因此我们的工作铺平了道路，对耦合光和物质的受抑阶段的探索。
2022-06-30 cond-mat.quant-gas quant-ph
Floquet Engineering of a Quasiequilibrium Superradiant Phase Transition in Landau Polaritons
Rice University（赖斯大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Université de Strasbourg and CNRS（斯特拉斯堡大学和法国国家科学研究中心）
本文通过Floquet驱动在Landau极子系统中实现准平衡激射相变，展示非平衡驱动与耗散方案不同的相变路径。
2026-04-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dissecting Superradiant Phase Transition in the Quantum Rabi Model
本文首次通过算符空间对角化剖析量子 Rabi 模型中三个基本模式的能量演化，揭示超辐射相变由主动驱动、快速响应和稳定新相三种模式协同实现的微观机制。
2022-12-10 quant-ph
Is there a no-go theorem for superradiant quantum phase transitions in cavity and circuit QED ?
在腔量子电动力学（QED）中，原子跃迁与腔场之间的相互作用由真空拉比频率$Ω_0$测量。类似的术语“电路QED”已经被引入约瑟夫森结，因为超导电路的行为就像耦合到谐振器的玻色子场的人造原子。在该制度与$Ω_0$可比的两级跃迁频率，“superradiant”量子相变的空腔真空已被预测，例如，在迪克模型。在这里，我们证明，如果考虑时间无关的光物质哈密顿量，超辐射量子临界点是禁止的电偶极原子跃迁由于振子强度和规则。在电路QED中，电容耦合类似于电偶极耦合：然而，由于其独特的希尔伯特空间拓扑结构和违反相应的求和规则，这种不通过性质可以通过与谐振器电容耦合的库珀对盒来规避。
2010-06-09 cond-mat.supr-con physics.atom-ph quant-ph
Superradiant quantum phase transition in a circuit QED system: a revisit from a fully microscopic point of view
为了检验实际系统中是否存在Dicke型量子相变，我们基于赝自旋的BCS理论，从微观多体角度重新建立了超导电路QED模型.从最小耦合原理出发，导出了具有正确荷电项的Dicke模型，证明了在N \rightarrow \infty极限下，电路QED系统可以发生超辐射量子相变.通过调节额外的参数，即约瑟夫森电容C_{J}与栅电容C_{g}的比值，以及常规的参数，即约瑟夫森能量E_{J}与充电能量E_{C}的比值，可以很容易地达到临界点。
2012-04-12 cond-mat.supr-con quant-ph
Superradiant phase transition induced by the indirect Rabi interaction
本文在间接Rabi模型中研究了两能级系统和单模玻色子场耦合到辅助玻色子场的超辐射相变（SPT）。我们发现，辅助场的虚激发所引起的间接自旋场耦合可以在临界点处产生SPT，从而自然避免了正规Rabi模型中所谓的$A^2$项的影响.在大失谐区域，我们给出了根据原始系统参数的量子临界点的解析表达式。临界原子-场耦合强度是可调的，这将放宽实现SPT的条件。考虑一个混合磁振子-腔-量子比特系统，预测了在可行的实验参数下产生的磁振子压缩猫态，该态在量子精密测量和量子信息处理中具有潜在的应用价值.
2023-02-15 quant-ph
Characterizing Superradiant Phase of the Quantum Rabi Model
本文提出两次连续对角化方案，在全耦合范围内精确求解量子 Rabi 模型的基态与激发态，并借助随机矩阵理论揭示超辐射相中光子布居从类 Poisson 分布到高斯系综统计的演化规律。
2022-07-27 quant-ph
Nonreciprocal quantum phase transition in cavity magnonics
该研究在旋转微波谐振腔与YIG球体耦合的腔磁子系统中，利用Sagnac-Fizeau频移和方向性失谐，实现了通过旋转速度调控且具有方向依赖性的非互易量子相变，为设计非互易磁子器件提供了新途径。
2025-07-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Superradiant phase transitions in the quantum Rabi model: Overcoming the no-go theorem through anisotropy
本研究通过引入各向异性克服量子Rabi模型中$\mathbf{A}^2$项导致的no-go定理，发现两种超辐射相变及三相点，为观察固有超辐射相变开辟新途径。
2025-04-25 quant-ph
Effective Field Theories and Finite-temperature Properties of Zero-dimensional Superradiant Quantum Phase Transitions
本文通过路径积分和量纲分析建立 Rabi 模型的有效场论，证明零维超辐射量子相变为自由标量场中的真正二阶相变，并将其推广到 Dicke 模型，从而化解了与传统统计物理学的矛盾。
2024-03-25 cond-mat.stat-mech 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
Non-Gaussian superradiant transition via three-body ultrastrong coupling
我们介绍了一类量子光学哈密顿量的特点是三体耦合，并提出了一个电路QED计划的基础上，最先进的技术，实现所考虑的模型。与两体光-物质相互作用不同，三体耦合哈密顿量完全由不守恒粒子数的项组成。我们探讨的三体超强耦合制度，显示出现的超辐射相变是一阶的，其特征在于打破了一个$\mathbb{Z}_2\times \mathbb{Z}_2$对称性，并具有强烈的非高斯性质。实际上，与在任何两体耦合模型中观察到的相反，在跃迁附近，基态表现出发散的余弦偏斜，即，在半经典和高斯近似中无法捕获的量子相关性。此外，我们证明了我们的研究结果的鲁棒性，包括耗散过程中的模型，表明该系统的稳态继承从基态的过渡的最突出的特点。
2022-04-07 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
Collectively enhanced Ramsey readout by cavity sub- to superradiant transition
本研究实验确认了超辐射发射的激发阈值，利用$\pi/2$-脉冲在Ramsey序列中实现亚辐射到超辐射跃迁，提出了一种快速、简单且高灵敏度的原子态读出新方法。
2023-06-26 physics.atom-ph quant-ph
Superradiant phase transition with cavity assisted dynamical spin-orbit coupling
超辐射相变是一种重要的量子现象，它表现了原子与腔模耦合产生的集体激发。自旋轨道耦合是原子内部自由度和质心动量相互作用产生的另一种量子效应。在这项工作中，我们考虑了腔辅助的动态自旋轨道耦合，它来自于这两种效应的组合。它可以诱导出一系列有趣的量子现象，如在量子相变临界点附近的平坦谱和激发能谱的奇异性。进一步讨论了原子衰变和非线性耦合对相图的影响。原子衰变抑制了相图的奇异性，非线性耦合破坏了相变的对称性。我们的工作为研究这一动态多体系统中丰富的量子现象提供了理论方法。
2020-12-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
General phase diagram features of superradiant phase transitions
Hunan Key Laboratory for Micro-Nano Energy Materials and Devices and School of Physics and Optoelectronics, Xiangtan University（湘潭大学物理与光电工程学院）；Department of Electronic Science, College of Big Data and Information Engineering, Guizhou University（贵州大学大数据与信息工程学院）
本文研究了超辐射相变中多量子比特和多模耦合系统相图的通用特征，通过均场方法在有限温度下发现相变仅沿耦合参数向量径向方向发生，并通过具体模型验证了强耦合条件下多模集体行为可实现超辐射相变。
2026-05-01 quant-ph
Universality class and exact phase boundary in the superradiant phase transition
Dicke模型和Rabi模型可以在同一边界处发生从正常相到超辐射相的相变，这可以通过一些近似方法精确地确定。这种巧合的潜在机制仍然不清楚，这两个模型的普适性类是难以捉摸的。本文利用基于忠实Schwinger费米子表象的路径积分方法精确地证明了这种相变，并给出了这些模型的统一相边界条件。我们证明了在相边界处，玻色场的涨落消失了，因而可以把它当作经典场来处理，并在此基础上发展了一种更为简化的确定相边界的方法。这就解释了为什么把算子当作经典变量的近似理论可以得到精确的边界。我们使用这种方法来研究几个类似的自旋和玻色子模型，显示其更广泛的适用性比以前使用的方法。我们的结果表明，这些相变属于经典的朗道相变理论的普适性，这可以用最近的实验平台来证实。
2020-08-07 quant-ph
Experimental quantum simulation of superradiant phase transition beyond no-go theorem via antisqueezing
热平衡条件下的超辐射相变（SPT）是统计物理和电动力学之间的一个基本概念，它为量子信息科学提供了重要的研究资源。尽管平衡态SPT具有重要的理论意义和实际意义，但自20世纪70年代首次提出以来，还没有在实验中观察到平衡态SPT。此外，在腔量子电动力学（QED）系统中平衡SPT的存在性仍然是持续争论的主题，由于所谓的A2项诱导的no-go定理。基于核磁共振（NMR）平台，通过引入反挤压效应，实验证明了平衡态SPT的发生。该机制依赖于反挤压效应，通过指数增强系统的零点涨落（ZPF）来恢复基态的奇异性。实验上在超辐射相实现了自旋的强纠缠和压缩薛定谔猫态，这对量子理论的基础检验、实现量子精密测量和高效的量子信息处理具有重要意义。实验还显示了核磁共振谱的抗压缩增强信噪比，为实现高精度核磁共振实验提供了一种通用方法。
2021-02-14 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
Controlling discrete and continuous symmetries in 'superradiant' phase transitions
我们从理论上探讨了耦合到单模玻色子场的非标准配置中的每个（人工）原子耦合到玻色子模式的两个场正交的一组两能级系统的物理。我们确定丰富的相图显示不同对称性的“超辐射”相。我们证明了，即使在场与二能级系统相互作用的旋波近似不再适用的超强耦合区，也有可能从离散的、类宇称的$\mathbb{Z}_2$对称性过渡到连续的U（1）对称性。通过应用这个一般的范例，我们提出了一个方案，在电路QED系统中的连续U（1）对称性的实验实施，与光子Goldstone和振幅模式的外观超过临界点。
2013-10-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quasi-Superradiant Soliton State of Matter in Quantum Metamaterials
量子发射体系统的强相互作用（例如，二能级原子）与电磁场的作用在系统中引起特定的关联，伴随着发射辐射（超辐射或超荧光）的急剧增加。尽管事实上，因为它的预测这种现象受到了有力的实验和理论研究，仍然存在悬而未决的问题，特别是，关于一个一级相变的可能性，从真空状态的超辐射状态。在自然和基于电荷的人工原子系统中，这种转变被“不通过”定理所禁止。在这里，我们用数值方法证明了一维量子超材料中的类似转变-一个人造原子（量子比特）链与传输线中的经典电磁场强烈相互作用。该系统从零经典电磁场、所有量子位处于基态的真空态切换到一个或多个磁孤子、量子位激发态沿传输线的有限平均占据的准超辐射（QS）相。在QS相的量子超材料绕过“不去”的限制，通过显着降低其总能量相对于真空状态，激发非线性电磁孤子与许多非线性耦合的电磁模式在外部磁场的存在下。
2016-05-16 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
Fermi-pressure-assisted superradiant transition with a mesoscopic Fermi gas in a cavity
Institute of Physics and Center for Quantum Science and Engineering, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院物理研究所与量子科学与工程中心）
研究介观费米气体在腔体中的超辐射相变，发现费米压强辅助有序与泡利阻塞的交叉，展示光诱导力对自旋分量的影响，实现自旋密度波有序相。
2026-10-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
