量子 Rabi 模型中超辐射相变的微观机理剖析

相变在自然界或实验室中于热力学和量子力学层面均普遍存在，对其理解至今仍是现代物理及相关学科中最活跃的问题之一。Landau 理论通过引入序参量及相应的对称性破缺，为相变提供了一种现象学的一般描述框架；它也被视作在重整化群中探索与相变相关的临界现象的出发点，从而给出了临界点附近行为的完整理论描述。在此意义上，相变的微观机制仍有待揭示。本文首次尝试探究量子 Rabi 模型（QRM）中超辐射相变的微观机制。我们首先在算符空间中进行对角化，得到 QRM 中涉及的三种基本模式，进而明确分析其能量随耦合强度增大的演化。所发现的特征行为揭示了超辐射相变的微观机制：其中一种模式主动驱动相变的发生，第二种模式对主动模式的变化迅速响应，并唤醒第三种模式以稳定新相。这种剖析机制首次解释了 QRM 中超辐射相变为何及如何发生，并为探索自然界中普遍存在的相变微观机制铺平了道路。