强驱动多体系统的光发射
量子物理
2023-06-06 v1 量子气体
光学
摘要
强驱动发射体系统提供了从广谱范围直至 X 射线区的极具吸引力的光源。这些系统的一个关键局限在于其发射的光大多是经典的。我们挑战这一范式,构建了强驱动多体系统的量子光学理论,表明发射体间关联的存在会产生非经典多光子光态的发射。我们考虑高次谐波产生(HHG)的例子,即强驱动系统以驱动频率整数倍发射光子。在发射体不相关的常规情形下,各次谐波几乎处于完美的多模相干态,谐波间无任何关联。相比之下,强驱动前发射体间的关联会转化为输出光的非经典特征,包括双峰光子统计、环形 Wigner 函数,以及谐波间的量子关联。我们提出了实现这些概念的方案,通过发射体间相互作用或它们与背景电磁场的联合相互作用(如超辐射中)来建立发射体间关联。通过调节这些过程被强驱动中断的时刻,可控制发射体间关联的量,并相应控制发射光偏离经典态的程度。我们的工作为在宽带频率谱上设计新型多光子光态铺平了道路,并提议将 HHG 作为以阿秒时间分辨率表征多体系统关联的 diagnostic 工具。
引用
@article{arxiv.2210.03759,
title = {Light emission from strongly driven many-body systems},
author = {Andrea Pizzi and Alexey Gorlach and Nicholas Rivera and Andreas Nunnenkamp and Ido Kaminer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.03759},
year = {2023}
}
备注
26 pages main (5 figures), 23 pages Supplementary Information