原子分层介质中的光传播: 高密度下传递矩阵方法的失效
原子物理
2026-01-22 v1 量子气体
光学
摘要
传递矩阵方法是分层介质中波传播的标准方法。随着冷原子基于量子和光子技术的兴起,多个实验和许多方案考虑在一维光子晶体中进行光传播,将传递矩阵作为仿真的主要工具。本文通过将其结果与精确的线性光学 regime 下的微观偶极子耦合模型进行比较,研究了该方法的有效性。我们发现,传递矩阵方法在低密度时效果很好,即使对于薄的无序切片也如此,但在高密度时会失效,因为偶极子-偶极子相互作用导致原子产生集体响应,使得一层的属性受到其他层的影响。我们确定了原子密度的边界值,以确定该方法在描述实验时仍然适用的范围。我们的发现对于使用超冷原子实现的实验具有相关性。
关键词
引用
@article{arxiv.2601.14715,
title = {Light propagation in atomic stratified media: breakdown of the transfer-matrix method at high density},
author = {Igor M. Sokolov and William Guerin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.14715},
year = {2026}
}