光诱量子自约束振动激子

在光学腔体中，光-物质间的强耦合已被广泛报道作为增强通过空间扩展极化子态实现能量脱轨的方法。相反，利用腔体介导的光-物质效应来促进反向现象——即能量局域化——仍然鲁然未被充分探索。本研究聚焦于由非线性物质相互作用引发的特殊形式能量局域化：量子自约束 (QST)。我们采用广义 Tavis-Cummings 模型来调查振动激子（即 vibrons）在两个 anharmonic 振动模式之间的传输，并检视其与腔体光子的相互作用。在无腔体的情况下，由于系统的对称性，无法实现真正且完全的 QST——即永久性局域化。能量在两个模式之间仍然发生传输，但由于 many-body 相互作用而减慢。将系统耦合到单模腔体后，这种行为发生了显著改变，出现两种新兴的 regime。首先，在弱光-物质耦合下，新开启的转换路径之间的破坏性干涉抑制了能量交换，导致腔体增强的自约束。随着耦合强度的增加，这些干涉效应演化为腔体辅助的能量传输，其中我们观察到振动能量流的加速。更显著的是，我们识别出分离两种 regime 的临界耦合强度，在这两种 regime 中，动力学几乎完全冻结，暗示出现一种“稳定”的光诱 QST 多 vibron 结合态。这些结果表明，光学腔体不仅可以增强传输，还可以稳定能量局域化现象，为控制量子系统中的能量流提供了新的途径。