原子晶格中单光子的能带结构与动力学
量子物理
2026-01-01 v1 光学
摘要
我们提出了一个框架来研究一维、二维和三维原子晶格的集体性质。我们分析了单光子能带结构和相关的原子衰减率，揭示了其对维度的根本性依赖。研究表明，一维和二维阵列本质上是辐射性的，其带隙和衰减率作为晶格间距的函数，在超辐射和亚辐射区域之间振荡。相比之下，三维晶格由于自发辐射被抑制，本质上是非辐射性的，仅在离散的布拉格共振处发生衰减。此外，我们证明了这种结构差异决定了系统的动力学，使其从低维的耗散性衰减过渡到三维的相干传输。我们的结果为在单光子水平上理解原子阵列中的合作效应提供了见解。
引用
@article{arxiv.2512.24596,
title = {Band Structure and Dynamics of Single Photons in Atomic Lattices},
author = {Wenxuan Xie and John C. Schotland},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.24596},
year = {2026}
}