超辐射量子相位转变的纠缠特征
量子物理
2024-05-01 v1 数学物理
math.MP
光学
摘要
通常不认为纠缠和量子关联是超辐射相位转变的关键因素。本文考虑Tavis-Cummings模型，这是一个由两能级原子耦合单个模式量化电磁场的可解系统。该系统即使在有限大小框架下也会发生超辐射相位转变，伴随自发对称性破缺和能级无限序列的交叉。在我们考虑的极大光子数相对于原子数的极限下，我们找到了地面态、其能量以及能级交叉位置的近似表达式。在同一极限下，我们发现光子数随耦合强度的平方增长，并随系统规模的线性增长，这提供了对超辐射现象的新见解。我们利用新的多体纪念措施，然后表明，这一量子相位转变伴随量子关联和原子间纠缠的交叉。后者因此代表了该转变的合适的序参数。最后，我们表明这些量子相位转变的性质在热力学极限下仍然存在。
引用
@article{arxiv.2404.19373,
title = {Entanglement Signature of the Superradiant Quantum Phase Transition},
author = {Arthur Vesperini and Matteo Cini and Roberto Franzosi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.19373},
year = {2024}
}