核量子电池的集体激发增强

当前量子电池的实现受限于与电子或分子激发相关的有限能量密度和短保留时间。在这里，我们提出了一种基于嵌入平面硬 X 射线波导中的密度为 $n$ 的 $^{57}$Fe 原子核集体激发的核量子电池。使用格林函数波导-QED 描述，我们研究了超越线性响应的激发充电，其中饱和和驱动反作用重塑了入射脉冲。我们引入了一种自洽的波形工程协议，该协议抑制波导中的局域辐射衰变，从而促进吸收到高位集体核激发流形中。我们展示了核集合的增强激发截面，这产生了超线性充电，最大研究能量密度近似按 $n \sqrt{n}$ 缩放。我们的结果为使用当代 X 射线源和波导架构在硬 X 射线能量下实现高能量密度量子充电提供了一条途径，通过确定非线性、集体增强吸收作为核量子电池运行的关键机制。