受挫超辐射相变

当系统因相互冲突的约束而无法找到最低能量构型时，受挫现象就会发生。我们表明，当由局域光-物质相互作用导致的腔场基态超辐射不能同时最小化正光子跃迁能量时，就会发生受挫超辐射相变。我们求解了具有负与正跃迁能量的三角形构型上的 Dicke 三聚体模型，表明后者导致六重简并的基态流形，其中平移对称性被自发破缺。在受挫超辐射相中，我们发现两组发散的时间与涨落标度共存，一组由平均场临界指数支配，另一组由一新临界指数支配。后者与局域序参量之差的涨落相关，并给出依赖于格点的光子数临界指数，这可作为探测受挫超辐射相的实验手段。我们对非寻常临界标度的出现给出了定性解释，并通过具有奇数个格点的单维 Dicke 晶格证明它们是受挫超辐射相的普适性质。此处发现的受挫超辐射相变机制适用于任意相邻格点反铁磁序不相容的晶格几何，因此我们的工作为探索耦合光与物质的受挫相铺平了道路。