探索多模光腔中暗态的去局化
量子物理
2025-05-22 v1
摘要
分子与光子模式在 Fabry-P\'{e}rot 光腔中的强耦合形成称为极化子的混合光子-物质态，已被证明是控制化学反应速率的有前景的途径。然而，理论研究主要采用单模腔模型，无法解释实验观察到的动力学变化。虽然简化的多模模型（包含一个空间维度）可捕捉涉及极化子态的实验特征，但尚不清楚是否也能描述暗态。本文研究了多模光腔中暗态的去局化，考虑了实验 setup 的三维 性质。考虑能量和取向无序，但固定 Rabi splitting 和分子间距离（即无位置无序），我们发现暗态的去局化随光腔镜像平面上分子数的线性比例增长，与一维 模型不同。沿光腔法向方向增加分子层数对去局化贡献较小。类似于一维 模型，暗态去局化在分子能量无序相对于光子-物质耦合较小时得到增强，以及光腔纵向长度较长时增强。我们的工作表明，对于某些现象，理解强光子-物质耦合下的暗态可能需要对光腔进行 proper 的多模描述。
引用
@article{arxiv.2505.15153,
title = {Exploring the Delocalization of Dark States in a Multimode Optical Cavity},
author = {Kunyang Sun and Matthew Du and Joel Yuen-Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.15153},
year = {2025}
}