具有短程位置关联的二维稠密冷原子介质中的近共振光传输

无序介质中的光传播是光学与光子学中的一个基础且重要的问题。特别地，在现代量子光学与原子光学中，对无序冷原子系综中的光与物质相互作用进行调控是核心课题之一。稠密原子气体在光激发下的集体响应强烈依赖于原子的空间分布与系综的几何结构，对量子传感器、原子钟和量子信息存储等量子技术具有重要影响。本文分析了具有短程位置关联的二维稠密超冷原子系综中的近共振光传输。基于在不同原子数密度与关联长度下的偶极-偶极耦合模拟，我们表明集体效应受到这些位置关联的强烈影响，表现为透射共振谱线的显著移动以及展宽或窄化。结果表明，洛伦兹-洛伦兹关系（Lorentz-Lorenz relation）等平均场理论无法描述此类集体效应。我们进一步研究了本征态的统计分布，其受到偶极-偶极相互作用与位置关联之间相互作用的显著影响。该工作对冷原子系综中的集体与协同效应，以及强散射无序介质中光传输相关的介观物理研究具有深远意义。