二维“光子流体”中的有效光子-光子相互作用

我们为限制在法布里-珀罗谐振器中的二维“光子流体”中原子介导的光子-光子相互作用制定了一个有效理论。将原子建模为一组非简谐洛伦兹振子，有效相互作用在耦合常数（非简谐参数）的二阶进行评估。相互作用的形式是重整化的二维δ函数势，重整化尺度由系统的物理参数决定，例如原子密度和光子相对于原子共振频率的失谐。对于参数的实际值，微扰级数必须重新求和，有效相互作用变得与“裸”非简谐项强度无关。由此产生的非线性Kerr磁化率的表达式，在参数上等于早先为稀薄二能级原子气体找到的表达式。利用我们的有效相互作用参数结果，我们推导了光子流体形成的条件，既适用于微波腔中的里德伯原子，也适用于光学腔中的碱金属原子。