量子拉比模型的基态相图

拉比模型在理解光与物质相互作用方面起着基础性作用。它通过旋转波近似简化为杰恩斯-卡明斯模型，后者仅适用于近共振和弱耦合的情况。然而，近期在提升光-物质耦合量级方面的实验突破要求理解完整量子拉比模型（QRM）的物理。尽管其可积性和能谱已被精确获得，但在一般情况下构造精确波函数的挑战仍阻碍了对QRM的物理探索。在此，我们揭示了QRM的基态相图，包含在弱、强和中等耦合区域中分别存在的 quadpolaron 与 bipolaron 以及它们之间的转变。在 quadpolaron 态中揭示了一个出乎意料的超重 antipolaron，并在 bipolaron 态中发现了与对称性破缺相关的隐藏标度行为。提出了一个实验可访问的参数来检验这些态，这可能为所有耦合强度区间下的光-物质相互作用本质提供新颖见解。