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多模玻色子系统中暗模式的哈密顿量条件

量子物理 2026-07-11 v1 光学

摘要

当破坏性干涉阻止选定的玻色子自由度耦合到环境通道时,便会产生暗模式。我们通过分离两个要求,为多模玻色子系统中的此类模式建立了一个哈密顿量判据:候选模式必须对直接的系统-环境耦合不可见,且其生成的算子空间必须在系统内禀动力学下保持不变。对于线性环境耦合与二次系统哈密顿量,该判据被简化为被动线性暗模式理论中熟悉的零空间与不变子空间条件。随后我们将分析扩展至非线性场景。对于耦合到辅助环境模式的双光子转换通道,非线性转换路径间的干涉可将环境耦合简化为单一的双光子集合通道,留下一个互补的玻色子模式与环境解耦。我们证明,在非线性内禀动力学下保持该模式通常需要超越常规的 Kerr 型四次相互作用:需要相关四玻色子转换过程来抵消暗模式与环境耦合集合模式间的混合非线性转换。最后,我们证明参数驱动光机械系统的 Bogoliubov 暗模式通过主动正则变换满足相同的哈密顿量判据。这些结果为在线性、非线性与驱动玻色子系统中识别并设计暗模式提供了一个统一的哈密顿量框架。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.10118,
  title  = {Hamiltonian Conditions for Dark Modes in Multimode Bosonic Systems},
  author = {Zuxin Wu and Shengshi Pang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.10118},
  year   = {2026}
}

备注

17 pages, 2 figures. Submitted to Physical Review A