非偏振波导中集体发射的运动诱导方向性
量子物理
2026-03-04 v1
摘要
我们报告了在空心波导中约束原子集体发射中观察到的运动诱导方向性。与偏振波导不同，原子-场耦合在前向和后向方向上各向同性。然而，罗马公式诱导的有效两能级发射器，其跃迁偶极矩的空间相位呈现振荡特性，使得集体发射的方向性在热力学条件下可控地实现。通过调节集体衰减的特征速率，我们实现了最高达到 的方向性。我们进一步研究了在集体发射阈值附近以及远高于阈值的发射光的相关性，显示在超荧光脉冲中出现相干性建构，而在阈值以下表现出热力学统计。为理解其背后机制，我们采用基于自旋的截断 Wigner 近似进行数值模拟，结果表明与实验结果良好吻合。我们还提出了一个简单模型，能够通过原子在集体发射期间由于热运动导致的空间模糊化来再现观察到的方向性。我们的结果将为在非偏振系统中研究集体非互易相互作用提供可能。
关键词
引用
@article{arxiv.2603.03028,
title = {Motion-induced directionality of collective emission in a non-chiral waveguide},
author = {Yoan Spahn and Jens Hartmann and Benedikt Saalfrank and Michael Fleischhauer and Thomas Halfmann and Thorsten Peters},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.03028},
year = {2026}
}