任意运动量子态下不可分辨原子的合作自发辐射

我们研究了具有量子化运动态的不可分辨原子的超辐射与亚辐射，初始总态在原子的内部和外部自由度上可因子分解。由于运动态的置换对称性，由最近导出的主方程 [F. Damanet et al., Phys. Rev. A 93, 022124 (2016)] 支配的合作自发辐射仅依赖于两个衰减率 $\gamma$ 和 $\gamma_0$ 以及一个描述偶极-偶极位移的单一参数 $\Delta_{\mathrm{dd}}$。我们对 $N=2$ 个原子精确求解动力学，对多达 30 个原子进行数值求解，并通过平均场方法获得大 $N$ 极限。我们发现存在一个依赖于 $N$ 的临界差值 $\gamma_0-\gamma$，超过该差值超辐射即消失。我们证明了精确的非平凡暗态（即除基态外自发辐射为零的态）仅在 $\gamma=\gamma_0$ 时存在，且这些态（在 $\gamma=\gamma_0$ 时为暗态）在 $\gamma<\gamma_0$ 时为亚辐射态。