原子系综共振散射中的协同态与频移

我们研究了冷致密原子云在集体前向散射中的谱移。该频移有时被称为集体拉姆频移，源于由实光子和虚光子交换所介导的共振偶极-偶极相互作用，形成展现多种超辐射与亚辐射谱行为的多体态。散射谱反映了这些态的整体辐射行为，但也平均掉了与单一集体态相关的辐射细节，导致在解释谱移起源时产生歧义，并就其标度性质引发争议。我们采用蒙特卡洛模拟来研究集体态如何被占据并对发射作出贡献。由此我们区分了遵循不同标度律的两种集体频移。一种源于近共振集体态的主导占据，该频移通常较小且对密度或参与原子数不敏感。另一种来自偶极子的大空间关联，与更高发射程度的态相关，对应于更大的集体频移，其近似与光学厚度呈线性关系。我们的分析不仅为集体散射中的谱特征提供了新视角，也因不同起源而对别处报道的关于标度性质的争议给出了一种可能的解决途径。