微波腔中的高温集体自旋 - 光子耦合
介观与纳米尺度物理
2014-06-24 v1 量子物理
摘要
研究了处于热平衡状态且耦合到无损微波腔共振模的 N 个相同非相互作用自旋系综在任意温度 T 下的行为。在接近 T = 0 时，该系统已知处于耦合的自旋 - 光子态，表现为腔模的分裂（真空 Rabi 分裂）。模拟了任意温度 T 下的腔发射谱。结果表明，即使自旋方向随机，只要 T < w sqrt{N}/2（其中 w 为自旋激发能），自旋 - 光子相干性仍可部分保持。这些计算证实了最近关于微波腔模与电子自旋系综（金刚石中的 NV 色心、DPPH、Fe8 纳米磁体）之间集体耦合的室温观测结果。在更高温度下，由于自旋系综内的热激发，发射谱的两条线合并为一条具有宽翼的窄线。
引用
@article{arxiv.1306.6425,
title = {High temperature collective spin-photon coupling in a microwave cavity},
author = {E. I. Baibekov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1306.6425},
year = {2014}
}