激发密度控制的集体光-物质动力学 regime
化学物理
2026-05-26 v1 光学
量子物理
摘要
集体光-物质动力学的理论描述往往依赖于均值场(MF)或单激发(SE)近似，但这些近似适用的参数范畴鲜有明确界定。本文表明，代表性的极限范畴由两个独立参数决定：分子数N和激发数N_exc。在Tavis-Cummings模型中，当N >> 1且激发密度N_exc/N → 0时，MF和SE描述一致，产生线性集体动力学，表现为谐振Rabi振荡。当激发密度N_exc/N ~ O(1)时，大N极限仍可由MF动力学准确描述，但随着N_exc/N的非线性，表现为腔体振幅的Duffing方程，呈现非谐Rabi频率。我们进一步表明，簇展开系统性地恢复MF之外的有限N关联。在包含局部振动-电子相互作用后，相同的线性集体极限可通过两种近似实现：SE通过极化子解耦实现，MF通过线性化实现。这种两参数制图阐明了不同理论描述在集体光-物质动力学中提供受控描述的限制。
引用
@article{arxiv.2605.24227,
title = {Excitation density controlled regimes of collective light--matter dynamics},
author = {Wenxiang Ying and Abraham Nitzan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.24227},
year = {2026}
}
备注
8 pages, 5 figures