超辐射相变中的自旋-动量纠缠动力学

探索具有多能级原子的多体腔QED的运行机制仍然是一个令人兴奋的研究前沿，因为它们增强了能级内量子关联的存储能力。在这项工作中，我们考虑了一个实验上可行的多体腔QED模型，描述了一个四能级系统，其中每个能级由腔中超冷原子的不同自旋和动量态组合形成。得到的模型包含一对由赝自旋算符构建的Dicke哈密顿量，有效捕捉了两个相互交织的超辐射相变。相图揭示了具有弱和强纠缠态的自旋和动量原子自由度的区域。这些态表现出不同的动力学响应，从慢弛豫到快弛豫，并附加了持续纠缠时间振荡的选项。我们讨论了腔损耗在引导系统动力学进入这种纠缠态中的作用，并提出了一种利用腔内不同光偏振的读出方案。我们的工作为将多体腔QED中发生的丰富非平衡相变与具有多能级原子描述的系统中的量子关联建立联系起来铺平了道路。