光学腔中的 Dicke 量子自旋与光子玻璃：非平衡理论与实验特征

在多模光学腔中超冷原子的背景下，最近预测出现了原子自旋的量子临界玻璃相。由于腔介导相互作用的长程性质，以及驱动激光的存在和如腔光子损耗等耗散过程，这种玻璃物理的量子光学实现在凝聚态物质中没有类比，并且可能演化为用于研究非平衡受阻挫量子系统的“腔玻璃显微镜”。在此，我们发展了具有淬火无序和 Markovian 耗散的多模 Dicke 模型的非平衡理论。利用统一的 Keldysh 路径积分方法，我们表明，代表具有代数衰减时间关联函数的临界物质相的低温玻璃的定义特征，对于由腔损耗引起的耗散具有鲁棒性。然而，由于 Markovian 热浴，普适类发生了改变。强无序的存在导致原子和光子自由度的平衡增强，包括共同低频有效温度的出现。原子自旋玻璃物理在“光子玻璃”上的印记使得通过标准量子光学技术探测玻璃态成为可能。我们利用荧光光谱、零差探测和时间光子关联函数$g^{(2)}(\tau)$，对超辐射相和玻璃相进行了明确的表征。