Steady-state spin order and superradiance beyond the Dicke limit
Department of Physics, Columbia University(哥伦比亚大学物理系)
研究非相干驱动原子系综在超越Dicke极限下的稳态自旋序,发现环腔和波导系统均支持N^2标度的超辐射,但序呈现两种不同形式:环腔中自发破缺镜面对称性产生手性序,波导中手性序共存形成相分离稳态。
2026-06-18 quant-ph
Effect of atomic distribution on cooperative spontaneous emission
利用光矢量理论研究了不同原子分布的N个多能级原子的合作单光子自发发射。用数值计算的方法考虑了每个原子的位置,而不是原子间距离的平均近似或原子分布的连续近似(用积分代替原子的求和)。结果表明,原子分布的规律性对合作自发发射有很大的影响。对于较小的原子样品(与辐射波长相比),要获得较强的超辐射不仅需要均匀的激发(Dicke态),而且需要均匀的原子分布。对于大样本,原子分布均匀有利于Dicke态的亚辐射,而原子分布对定时Dicke态的影响很小,其时间演化近似服从指数衰减。此外,我们还研究了相应的发射光谱,并验证了定时Dicke态在大原子样品中的定向发射。
2013-12-26 physics.optics quant-ph
Spontaneous polarized phase transitions and symmetry breaking in the imbalanced Dicke model
Shaoxing University(绍兴大学);Zhejiang Normal University(浙江师范大学);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
本文研究非平衡Dicke模型中四能级原子系综的基态与量子相变,发现新型极化相、符号相关共存相,并揭示多种额外对称性及其由Coxeter群控制的破缺机制。
2026-09-30 quant-ph
Different Types of Coherence: Young-type Interference versus Dicke Superradiance
迪克超辐射,即,相干辐射的增强的自发发射通常归因于由同步偶极子相干同相振荡所发射的辐射。与此同时,Dicke推导了超辐射假设原子处于纠缠Dicke态,不显示任何偶极矩。为了揭示这一明显的悖论,我们研究了两个相同的二能级原子在纠缠Dicke态或可分离的原子态与非零的偶极矩所产生的强度分布。我们发现,这两种配置产生类似的远场强度模式,但是,从根本上不同类型的相干性:而在第二种情况下,原子显示的单个粒子之间的相干性,导致杨型干涉已知从经典偶极子,原子在迪克状态具有集体相干性,导致增强的自发发射。这表明同步偶极产生的辐射和迪克超辐射是根本不同的现象,必须以不同的方式解释。
2021-05-11 physics.optics quant-ph
An exact analytical solution for Dicke superradiance
本文提出Dicke超辐射的紧凑闭式解析解,通过留数求和或复围道积分高效计算任意时刻和系统尺寸下所有Dicke态的布居数,并揭示谱简并与Lindblad本征模式的作用。
2025-10-15 quant-ph
Simulation of Jahn-Teller-Dicke Magnetic Structural Phase Transition with Trapped Ions
本文从理论上研究了囚禁离子系统中的集体E $\otimes$ e Jahn-Teller-Dicke畸变。我们的重点是在无限范围内的相互作用,其中有效自旋系综与两个集体振动模式与U(1)对称耦合的限制。我们的模型是完全可解的结晶极限,它是适合于解决一个中等数量的离子的精确数值对角化。我们发现,被困离子是理想的适合研究出现的连续对称性和磁结构相变在介观系统的自发对称性破缺。
2012-07-02 quant-ph
Non-standard quantum algebra $\mathcal{U}_h (\mathfrak{sl}(2, \mathbb{R}))$ and $h$-Dicke states
Universidad de Burgos(布尔戈斯大学);Universidad de Zaragoza(萨拉戈萨大学)
本文研究了非标准量子代数$\mathcal{U}_h (\mathfrak{sl}(2, \mathbb{R}))$生成$h$-迪克态的方法及其在量子计算中的应用。
2026-01-07 math-ph math.MP quant-ph
Decoherence-free preparation of Dicke states of trapped ions by collective stimulated Raman adiabatic passage
我们提出了一个简单的技术,用于产生任意大小的Dicke态的囚禁离子链。该方法使用两对延迟但部分重叠的激光脉冲来全局寻址整个链,以沿着多离子暗态设计集体绝热通道。我们的技术,这是一个多粒子的受激拉曼绝热通道(STIRAP)的推广,是消相干自由相对于自发发射和鲁棒性对实验参数的适度波动。此外,由于该过程非常迅速,在实际实验条件下加热的影响几乎可以忽略不计。我们预测,整体保真度的迪克状态的合成涉及十个离子共享两个激发应接近98%,目前可实现的实验参数。
2008-02-25 quant-ph
Quantum Interferences in Cooperative Dicke Emission from Spatial Variation of Laser Phase
本文报道了在共振驱动下,由于激光相位在原子位置的空间变化,在两个全同二能级原子系统的自发发射中产生了一种新的量子干涉效应。这种干涉显著地影响了辐射的光谱特性和系统中的量子纠缠。干涉导致的动态耦合的人口和相干性的基础上,由激光相位决定,并代表了一种真空介导的超交换之间的对称和反对称状态。
2008-10-06 quant-ph
Spontaneous symmetry breaking and Husimi Q-functions in extended Dicke model
研究了光子模耦合到由赝自旋1/2表示的有限阵列二能级系统的宇称破缺相干光子态的出现。赝自旋-光子相互作用是通过光子振子平衡位置的位移实现的,位移量在总赝自旋的笛卡尔分量中是线性的。我们分析表明,不稳定性表现在从凹到凸的基态能量依赖于耦合到光子的总赝自旋分量的上翻。在光-物质耦合的超强极限下,足以破缺宇称的微扰趋于零。我们给出了有限赝自旋光子系统的相图,证明了这一特性。的伪自旋和光子子系统,和伪自旋熵,沿着不同的轨迹跨越相图的Husimi Q-函数的演变。
2020-09-19 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Quantum chaos and thermalization in the two-mode Dicke model
我们讨论了双模Dicke模型中量子混沌和热化的发生,该模型描述了自旋系综和两个玻色子模之间的偶极相互作用。双模Dicke模型表现出正常的超辐射量子相变与自发破缺的离散或连续对称。我们研究的行为的保真度的时间顺序相关器来自Loschirst回波信号的量子阶段的模型,并表明其指数增长不能在一般情况下的经典不稳定点。此外,我们发现在双模Dicke模型中观察到的集体自旋很快饱和到其长时间平均值,并且即使对于少量的自旋,其对角系综平均值和微正则平均值之间也显示出非常好的一致性。我们发现,在其平均值附近的集体自旋观测的期望值的时间波动是小的,并与有效系统的大小,这导致热化的自旋系统的减少。
2022-07-13 quant-ph
Dicke-type phase transition in a multimode optomechanical system
我们认为“膜在中间”的光学机械模型组成的激光泵浦腔分为两个由一个灵活的膜,是部分透射光和辐射压力。在平均场水平的稳态解表明,有一个临界强度的光膜耦合以上,有一个对称性破缺分岔,膜自发地获得位移向左或向右。这种分歧承担了许多签名的二阶相变,我们比较和对比发现,在迪克模型。特别是,通过研究极限情况下,并使用保真度磁化率方法推导出动力学临界指数,我们认为,这两个模型共享非常相似的临界行为。例如,所获得的临界指数表明它们属于相同的普适性类。远离关键政权,我们确定,但是,两种模式之间的一些差异。我们的研究结果进行了讨论,在实验相关的参数,我们评估在这些系统中实现迪克型物理的前景。
2015-01-27 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
Non-Markovian super-superradiance in a linear chain of up to 100 qubits
我们研究了耦合到一维波导的100个量子比特的线性链中的集体激发自发发射的非马尔可夫增强效应。我们发现,对于临界分离的量子比特,系统表现出超超辐射(SSR)行为导致集体衰变强于通常的迪克超辐射。在这里,时间延迟的相干量子反馈效应是在通常的迪克超辐射效应之上发挥作用的。我们发现SSR的衰减率随着量子比特数$N$的增加而线性缩放,使得$Γ_{\rm SSR} \sim 2.277 N γ_0$,其中$γ_0$是一维波导的单发射器衰减率,而不是Dicke超辐射的$Γ_{\rm Dicke}\sim N γ_0$。SSR的衰减速率可以通过量子比特的间隔距离来调节,因此可以应用于量子技术。
2020-01-14 quant-ph
Theory Of Radiation And Absorption Of Deformed Field Quanta
本文计算了一个非线性量子场系统的自发辐射强度,其中非线性是由于广义坐标和动量的Poison括号的变形引起的。
2008-04-15 quant-ph
Universal evolution of non-classical correlations due to collective spontaneous emission
我们研究了在电磁场模式存在的情况下,耦合到共同马尔可夫环境中的两个全同原子之间量子关联的自发产生和衰减。为此目的,我们分析了量子关联的动力学的并发,跟踪量子不和谐和局域量子不确定性,集体迪克态。结果表明,在内禀退相干过程中,集体阻尼和偶极-偶极相互作用对增强非经典关联起着关键作用。量子关联可以在很长一段时间内保持,但两个原子之间的距离很小。
2019-04-03 quant-ph
Collective photon emission patterns from two atoms in free space
时空自发衰变的修正是量子物理学的一个中心课题。它主要是在腔量子电动力学(QED)的背景下进行研究,最近在纳米光学领域获得了新的兴趣。在腔QED之外,由于光子发射体之间的相关性,自发发射也可以在自由空间中被修改,这种现象被称为超辐射和亚辐射。相关性可能来自粒子之间的直接相互作用,来自光子的长程交换,或者通过测量共模中的单个光子。然而,由于缺乏适合于记录来自单个原子的单个光子的具有高空间分辨率的超快速相机,到目前为止还没有观察到处于纠缠量子态的原子系综的真正的空间自发发射图案。在自由空间中制备了两个处于纠缠Dicke态的囚禁离子,通过光子探测研究了由此产生的集体自发发射模式。根据迪克状态的对称性,与第一个状态决定光子的检测方向,我们观察到根本不同的发射模式,随后散射的光子,包括超辐射和亚辐射。我们的研究结果表明,单个光子的检测可以深刻地改变原子阵列的集体发射,这里由自由空间中最基本的两个原子组成。
2022-02-28 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
Master equation for collective spontaneous emission with quantized atomic motion
我们导出了一个包含与原子运动量子化有关的所有效应的二能级原子系综内部动力学的马尔可夫主方程。我们的方程提供了一个统一的图片的后果反冲和不可分割的原子超出了兰姆-迪克制度的耗散和保守的动力学,并同样适用于可区分和不可区分的原子。我们给出了任何运动态的衰变率和偶极-偶极位移的一般表达式,并找到了许多相关态(高斯态、福克态和热态)的封闭形式公式。特别是,我们表明,偶极-偶极相互作用和合作的光子发射可以调制通过外部状态的运动。
2015-12-24 quant-ph
Scaling theory of decoherence in Dicke superradiance
TU Darmstadt(达姆施塔特工业大学);Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg(埃尔朗根-纽伦堡大学);Max Planck Institute for the Science of Light(马克斯·普朗克光科学研究所);CNRS and Université de Strasbourg(法国国家科学研究中心与斯特拉斯堡大学)
该研究针对Dicke超辐射建立含局域退相与自发发射的标度理论,揭示三种标度区域及对应连续相变,阐明局域退相干会抑制大N下的$N^2$标度。
2026-07-31 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Mesoscopic Entanglement Induced by Spontaneous Emission in Solid-State Quantum Optics
固态量子光学的实现为我们提供了量子比特被放置在光子或等离子体一维波导中的固定位置处的设备。我们表明,仅仅通过控制量子比特的位置,并与相干驱动的帮助下,集体自发衰变可以工程产生纠缠介观稳态。我们的方案依赖于通过相消干涉实现纯超辐射Dicke模型,该干涉消除了一维中的偶极-偶极相互作用。
2013-01-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spontaneous emission of phonons by coupled quantum dots
我们发现耦合半导体量子点中的电子-声子相互作用的干涉效应,即使在接近零的温度下也可以支配非线性输运性质。的intradot电子隧道过程导致的声子系统的“动摇”,并由一个双缝样的自发发射的声子的干涉效应占主导地位。该效应与激光囚禁双离子系统中光子的亚辐射(Dicke效应)密切相关,并解释了最近观察到的耦合点非线性电流-电压特性的振荡现象。
1999-08-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Lasing and counter-lasing phase transitions in a cavity QED system
我们研究了自发发射和非相干原子抽运对非平衡Dicke模型的非线性半经典动力学的影响-Dicke模型的推广,具有独立的耦合强度的同向和反向旋转的相互作用项。除了Dicke模型所熟知的普遍存在的超辐射行为之外,自发发射的加入与强反向旋转项的存在相结合,产生了被称为反向激光的类似激光的行为。这些状态在半经典模型中表现为稳定的周期轨道。我们进行了全面的动力学分析的出现在非平衡Dicke模型受到强腔耗散,使腔场可以消除产生一个有效的Lipkin-Meshkov-Glick(LMG)模型的反激光。如果同旋相互作用的耦合强度很小,则反激光相通过去激发态的Hopf分叉出现。我们发现,如果自发发射的速率很小,这可以导致复苏的超辐射脉冲。然而,如果同向旋转耦合较大,则反激光相必须通过稳态超辐射相出现。这样的转变是分别驱动超辐射和反激光的相干和非相干过程竞争的结果。我们观察到一个令人惊讶的复杂的过渡之间的两个,与形成一个混乱的吸引子在一个薄的过渡参数区域。
2022-01-30 nlin.CD physics.optics quant-ph
Observation of Dicke Superradiance for Two Artificial Atoms in a Cavity with High Decay Rate
一个单独的激发二能级系统通过发射一个单光子而衰变到它的基态,这个过程被称为自发发射。根据量子理论,探测到发射光子的概率随着从二能级系统激发起经过的时间呈指数下降。1954年,迪克首先考虑了两个发射体在彼此非常接近的情况下发生衰变的更微妙的情况。他认为,一个两能级系统的发射动力学会因第二个系统的存在而改变,即使它处于基态。在这里,我们提出了一个接近理想的实现迪克的原始双自旋Gedanken实验,使用一个系统的两个单独可控的超导量子比特弱耦合到一个微波腔的快速衰减速率。的两个发射器的情况下,超辐射的明确表明,无论是在时间分辨测量的发射功率和通过完全重建的密度矩阵的发射场的光子数的基础上。
2014-12-07 cond-mat.supr-con quant-ph
Large-N limit of spontaneous superradiance
我们研究了Dicke超辐射的热力学极限。我们找到了系统的密度矩阵的表达式,我们可以证明它在大原子数N的极限下是精确的。这与先前已知的解决方案形成对比,先前已知的解决方案的精度仅在数值上建立,并且仅在一定时间范围内有效。我们还介绍了一个渐近精确的解决方案时,系统受到额外的非相干衰减的激发,因为这是在实验中常见的。
2022-07-05 physics.atom-ph quant-ph
Non-Markovian collective emission from macroscopically separated emitters
我们研究了两个两级发射器耦合到一维波导的制度,他们的分离是可比的自发发射光子的相干长度的系统的集体辐射衰减。在由发射器形成的空腔状几何形状中传播的电磁场对系统施加延迟反作用,导致强烈的非马尔可夫动力学。由于自洽的相干延时反馈,发射体的集体自发发射率表现出超出通常的Dicke超辐射和亚辐射的增强或抑制。
2020-02-02 quant-ph
Spontaneous emission from a two--level atom tunneling in a double--well potential
本文研究了双势阱中的二能级原子与连续电磁模(绝对温度为零时三维空间中的黑体辐射)的耦合。在光子发射过程中,由于反冲而产生的原子耦合的内外度。我们提供了一个完整的分析的问题,在长波长限制的边界的Lamb-Dicke制度,包括研究的内部动力学的原子(自发发射),隧道运动,和电场的发射光子。隧穿过程本身可以或可以不退相干,这取决于与外部电势的两个阱之间的距离相比对应于内部跃迁的波长,以及与隧穿频率相比的自发发射速率。如果波长与阱间距相当,则来自隧穿原子或处于其质心运动的静止相干叠加中的原子的发射光中出现干涉条纹,但仅当原子的外部状态是后选择的。
2007-10-26 quant-ph
Spatial Coherence of Light in Collective Spontaneous Emission
该研究发现含11,000个辐射原子的光学薄系综可不经粒子数反转和受激辐射,而依靠Dicke超辐射与亚辐射的集体耦合自发产生空间相干光。
2021-12-14 physics.optics quant-ph
Quantum deformations of $\mathcal{U}(\mathfrak{sl}(2, \mathbb{R}))$. Part I: Fidelity and experimental benchmarking
Universidad de Burgos(布尔戈斯大学);Universidad de Zaragoza(萨拉戈萨大学)
研究标准 $q$ 变形和非标准 $h$ 变形对多量子比特系统的影响,通过 Clebsch-Gordan 系数构造态,发现其与变形 Kittel-Shore 模型的本征态一致,计算保真度揭示两种变形对量子关联的不同影响。
2026-06-19 math-ph math.MP quant-ph
Superradiance of non-interacting atoms
完全激发的两能级原子之间的距离小于跃迁波长,它们在短时间内协同发光,这种现象被R。1954年的迪克。该爆发的特征在于最大强度与原子数的平方$N$成比例,并且与单原子自发衰变时间相比,时间宽度减少了$N$。这两种效应通常归因于在光发射过程中发生的原子的电偶极矩的同步。与这种解释相反,最近通过使用量子路径描述表明,峰值强度是由占据对称Dicke态的原子之间的量子关联引起的。在这里,我们从这个角度研究系综的时间演变,从小样本限制开始,即,当原子之间的距离远小于跃迁波长$λ$,并沿着对称Dicke态的阶梯向下传递时。此外,我们探讨了非相互作用的原子的情况下,相互间距远大于$λ$的时间演化。我们表明,在这种情况下,观察到一个类似的superradiant突发的辐射,如果原子的量子相关性产生的条件光子测量保留原子系综内或接近对称子空间。
2022-06-29 quant-ph
Multipartite quantum correlations in a two-mode Dicke model
我们分析了广义Dicke模型中两个光学模与二能级原子系综相互作用的多体关联。特别是,我们检查超出标准的二分纠缠的相关性,并得出确切的结果,在热力学极限。该模型提出了两个超辐射阶段涉及的自发破缺的$\mathbb{Z}_2$或$\mathrm{U}(1)$对称性。后者的特点是出现了戈德斯通激发,发现显着影响的相关配置文件。着眼于宏观子系统之间的相关性,我们分析了所有可能的光学和物质自由度之间的二分之间的互信息以及形成的纠缠。结果表明,当每个模与原子纠缠时,模间的二分纠缠为零,它们之间只有经典关联和量子不协调。我们还研究了一夫一妻制的多体纠缠,并表明存在真正的三方纠缠,即量子关联,原子共享的两个模式,但不单独与他们共享,只有在临界线附近。我们的结果阐明了多模系统中超辐射相变背后的复杂关联结构。
2021-11-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
Fate of Quantum Scars and Chaos-Assisted Tunneling under Dissipation
Indian Institute of Science Education and Research-Kolkata(印度科学教育研究所-加尔各答)
通过耦合双组分玻色-约瑟夫森结与有损腔,研究开放耦合顶-迪克模型中的非平衡现象,发现光子损耗诱导自发同步和瞬态混沌,并识别两种耗散量子疤痕。
2026-10-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech nlin.CD
Spontaneous symmetry breaking in nonlinear superradiance
Max Born Institute(马克斯·玻恩研究所);Institute of Physics, Humboldt University Berlin(柏林洪堡大学物理研究所);Technion – Israel Institute of Technology(以色列理工学院)
研究通过非经典光子态与原子相互作用,展示如何引发多体系统自发对称破缺,利用对称性规则抑制单光子发射,实现集体对称破缺态的稳态。
2026-05-14 physics.optics quant-ph
The non-reciprocal Dicke model
本文提出非互易 Dicke 模型,证明其非稳态相源于 $\mathcal{PT}$ 对称性自发破缺,且该非互易相变无需底层破缺对称性或例外点,为非互易相变研究提供了新途径。
2023-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Quantum phase transition of two-level atoms interacting with a finite radiation field
我们介绍了一个群论扩展的迪克模型,它描述了一个系综的两个能级原子与有限的辐射场相互作用。后者描述的自旋模型,其主要特点是,它拥有一个最大数量的激发。这里采用的方法导致了Dicke模型的非线性扩展,该扩展考虑了原子和辐射场之间的强度依赖耦合,以及取决于非线性程度的额外非线性Kerr或Pösch-Teller振荡器项。我们使用能量面极小化方法证明了扩展的Dicke模型具有量子相变,并分析了它对模型的最大激发数的依赖性。我们的分析通过三种方法进行:通过平均场分析(即通过使用相干态的张量积),通过使用宇称保持相干适应态(使用平均场分析中获得的临界值和数值最小化能量表面)和通过精确的量子解(即通过数值对角化的哈密顿量)。讨论了它与$qp$ -变形代数的可能联系.
2020-06-02 physics.optics quant-ph
Scheme for the implementation of optimal cloning of arbitrary single particle atomic state into two photonic states
提出了一种实现任意单粒子原子态到两个光子态的$1 \to 2$最优克隆的可行方案,这对长距离量子通信的应用具有重要意义.我们的方案还实现了一个原子到另一个被困在另一个腔中的远距离原子的遥非门。该方案是基于绝热通道和偏振测量。它对一些实际的噪声,如违反Lamb-Dicke条件,自发发射和检测效率低下是鲁棒的。
2006-12-22 quant-ph
Initiation of Superradiance from Different Collective-Spin States
Texas A&M University(德克萨斯农工大学)
研究不同集体自旋态(如Dicke态和原子相干态)的超辐射动力学,利用平均场近似和Fokker-Planck方程预测脉冲轮廓,并分析强度关联函数。
2026-08-19 physics.optics quant-ph
Superbunching and Nonclassicality as new Hallmarks of Superradiance
超辐射,即,由Dicke于1954年提出的全同二能级原子系综在集体态下的相干辐射的自发发射是量子光学中的一个谜。令人吃惊的要点是,即使原子没有偶极矩,它们在特定方向上的辐射强度也会增加。随着我们对纠缠态$W$中原子超辐射的理解的进展,我们研究了超辐射的量子统计性质。这样的研究要求系统至少有两个激发,因为人们需要探索这些状态发射的辐射的光子-光子相关性。我们提出了具体的结果的空间分辨光子光子关联的双激发$W$态制备的系统,并给出了条件时,原子系统发出非经典光。同样,我们推导出了聚束甚至超聚束发生的条件,这是一种罕见的现象,只有从像压缩真空这样的非经典光态中才能知道。最后,我们研究了自发散射光的光子-光子互相关,并强调了这种互相关的非经典性。
2015-11-03 quant-ph
Observation of room-temperature spontaneous superradiance from single diamond nanocrystals
我们报告了从单个高度发光的金刚石纳米晶体中观察到的室温超辐射,该金刚石纳米晶体的空间尺寸远小于光的波长,并且每个纳米晶体包含大量(~10^3)嵌入的氮空位(NV)中心。在用非共振的绿色激光脉冲激发纳米金刚石之后,我们观察到i)低至~ 1 ns的超快辐射寿命,和ii)从最快的纳米金刚石发射的光的自相关函数中的超泊松光子聚束。我们解释了我们的研究结果与一个详细的理论模型的基础上集体迪克状态和著名的NV中心的属性。使用一组最小的拟合参数,该模型捕捉到广泛的不同的寿命和实验中发现的非平凡的光子相关性。这些结果为在室温下良好控制的固态量子系统中系统地研究超辐射铺平了道路。最终,金刚石超辐射的量子工程具有推进量子传感、能量收集和有效光子探测应用的潜力。
2016-08-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum emitters coupled to surface plasmons of a nano-wire: A Green function approach
我们研究了一个系统,包括一个单一的,以及两个发射器强烈耦合到表面等离子体模式的纳米线使用格林函数的方法。显式表达式推导出的自发衰减率到等离子体模式和原子等离子体耦合以及等离子体介导的原子-原子耦合。现象由于存在的金属中的损失进行了讨论。在两个原子的情况下,我们观察到迪克子和超辐射导致他们的等离子体介导的相互作用。基于这一现象,我们提出了一种确定性双量子比特量子门的方案。我们还讨论了一个可能实现的有趣的多体哈密顿,如自旋玻色子模型,使用强发射极等离子体耦合。
2010-02-17 quant-ph
Classical dynamics of a two-species Bose-Einstein condensate in the presence of nonlinear maser processes
在半经典极限下,研究了在Kerr和自发参量过程存在下,量子化场驱动下的两组分玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用的广义Dicke模型的稳定性.从拉比到约瑟夫森动力学的转变被确定取决于所涉及的参数的相对值。对称性破缺动力学显示这两种类型的相干振荡由于量子化领域和非线性光学过程。
2012-03-26 cond-mat.quant-gas quant-ph
Supersymmetry of parafermions
基于Daskaloyannis等人的广义变形振子的特征函数的对称性,我们证明了单模亚费米子型系统具有超对称性,这种超对称性在未破缺相和自发破缺相都能实现.正如作者之一最近观察到的抛物超对称的情况一样,相关超代数的形式取决于仿费米子的阶数,并且在哈密顿量中可以是线性的或非线性的。超对称仿费米子系统包括常见的仿费米子、有限维q变形振子、q变形仿费米子和具有$Z_2$内部结构的仿费米子。
1999-12-21 hep-th math-ph math.MP
Entanglement in a model for Hawking radiation: An Application of Quadratic Algebras
在模型汉密尔顿中利用二次多项式变形的$su(1,1)$和$su(2)$代数来展示如何精确求解由黑洞、下落辐射和出射(霍金)辐射组成的引力系统。这些模型使我们能够研究黑洞的长期行为及其传出模式。特别地,我们利用模型的Janus面性质,计算了由a)下落模加出射模和b)黑洞模加下落模组成的子系统的二体纠缠熵,这种长时间行为也使我们看到了霍金辐射性质的变化.最后,我们用原子的Dicke超辐射来研究模型中的超辐射现象。
2012-04-25 gr-qc math-ph math.MP
Violation of equivalence in an accelerating atom-mirror system in the generalized uncertainty principle framework
在广义不确定原理(GUP)的框架下,研究了二能级原子在理想反射镜作用下的自发激发.量子化的标量场服从一个修正的色散关系,导致GUP变形的Klein-Gordon方程。在适当的边界条件下,得到了该方程的解,计算了两种不同情况下原子的自发激发几率。我们表明,在镜加速的情况下,GUP调制的原子的激发概率的空间振荡,从而打破了相对于一个静止的镜加速的原子的激发,和一个静止的原子被加速镜激发之间的对称性。这显然违反了对等原则。我们进一步得到的GUP参数的上限使用标准值的系统参数。
2021-11-04 gr-qc quant-ph
DNA Nanotechnology for Superradiance
本文探讨利用DNA纳米技术构建确定性平台,以精确控制发射体参数,克服随机聚集导致的不可预测性,从而推动超辐射的实际应用。
2025-07-08 cond-mat.soft quant-ph