量子光学中非平衡相变的 Keldysh 方法：超越光学腔中的 Dicke 模型

我们研究了与腔模相互作用并耦合到马尔可夫耗散浴的驱动原子系综的非平衡相变。在热力学极限和低频下，我们表明光子模式的分布函数是热化的，其有效温度由原子 - 光子相互作用强度设定。这种行为表征了相关超辐射跃迁的静态和动态临界指数。受这些考虑的启发，我们开发了一种通用的 Keldysh 路径积分方法，使我们能够研究超越理想化 Dicke 模型的物理相关非线性。使用标准的图解技术，我们考虑了由于有限原子数 N 导致的一阶修正。对于有限的 N，光子模式表现为有限温度下的阻尼经典非线性振荡器。对于原子，我们提出了一种 Dicke 作用量，该作用量可针对任意 N 求解，并正确捕捉了由耗散退相引起的原子去极化。