手性波导量子电动力学的高阶平均场理论

冷原子波导量子电动力学为研究非平衡、多体及开放系统量子动力学提供了一个强有力的平台。正如近期实验所示，即便在弱耦合与强光子损耗下，光与原子相互作用的集体增强也会导致透射光子中产生强关联。在此，我们应用一种基于高阶累积量展开的改进平均场理论，来描述实验相关但在理论上难以处理的弱耦合与强驱动大原子系的 regime。我们确定了透射功率、压缩谱以及二阶相干度，并通过比较在不同阶数截断少体关联累积量的展开式，系统地检验了结果的收敛性。这揭示了稳态下原子间多体与长程关联的重要作用。我们的方法能够在先前无法触及的参数区间内，量化反聚束与输出功率之间的权衡。本文所呈现的计算压缩谱与实测数据吻合良好。