We investigate conditions under which multiatom absorption of a single photon leads to cooperative decay. Our analysis reveals the symmetry properties of the multiatom Dicke states underlying the cooperative decay dynamics and their spatio-temporal manifestations, particularly, the forward-directed spontaneous emission investigated by Scully et al.
Tunable Plasmonic Ultrastrong Coupling: Emulating Dicke Physics at Room Temperature
一个由N个二能级原子与光子场相互作用的系统可以描述为一个与光子场耦合的巨原子,其相互作用强度为~ N ^0.5。这种增强在量子光学中被称为Dicke协同性,最近已成为基于强光-物质耦合的量子信息技术中不可或缺的元素。在这里,我们扩展的耦合超出了标准的光物质相互作用的范例,模仿迪克合作在太赫兹元表面与N元原子。协同增强表现为物质-物质耦合的形式,通过在单个元原子中的局域表面等离子体共振和由于元原子的周期性阵列引起的表面晶格共振的杂交。通过改变阵列的晶格常数,我们观察到一个明确的反交叉行为,强耦合的签名。此外,通过在元原子中设计电容性分裂间隙,耦合率被协同地增强到N ^0.5倍的超强耦合区。这种室温技术可以作为一个方便的量子模拟器,模拟由单个玻色子场相干驱动的具有巨大偶极矩的量子比特的动力学。
Dicke Superradiance in Extended 2D Quantum Arrays Coupled to Metasurface Bound States in the Continuum
University of Manchester(曼彻斯特大学);Newcastle University(纽卡斯尔大学);A*STAR (Agency for Science, Technology and Research)(新加坡科技研究局);Consejo Superior de Investigaciones Científicas(西班牙高等科学研究委员会)
Optical depth dictates universal bounds on many-body decay in atomic ensembles
Instituto de Física Fundamental - Consejo Superior de Investigaciones Científica (CSIC)(基础物理研究所 - 西班牙国家研究委员会);Department of Physics, Columbia University(哥伦比亚大学物理系);Institute for Quantum Information and Matter, California Institute of Technology(加州理工学院量子信息与物质研究所);Department of Physics, Harvard University(哈佛大学物理系);Physikalisches Institut, University of Bonn(波恩大学物理研究所)
From superradiance to collective EIT in three-level ensembles
Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo(圣卡洛斯物理研究所,圣保罗大学);Instituto de Ciências e Engenharia, Universidade Estadual Paulista - Câmpus de Itapeva(科学与工程学院,圣保罗州立大学-伊塔佩瓦校区);Instituto de Física, Universidade Federal de Goiás(物理研究所,戈亚斯联邦大学)