光学深度决定原子集团衰减的普遍界限
量子物理
2026-04-28 v1
摘要
协同辐射对于理想对称系统已有所理解，但其在空间扩展的自由空间集团中的限制仍是开放问题。本文推导了系统规模与最大光子发射率之间通用尺度定律，使其统一了有序数组和无序原子云，在任意维度下固定密度。我们证明，对于固定原子密度，最大发射率普遍地随原子数与系统光学深度的乘积比例尺度增长，其中后者编码了从独立辐射到 Dicke 极限的所有 regime 中的维度尺度。此外，我们建立了方向性检测的尺度定律，揭示观察到的辐射率取决于检测器的数值孔径：小孔径导致 Dicke 样的二次尺度，而大孔径则恢复我们的集成通用界限。我们的结果表明，光学深度是有序和无序集团中协同辐射的控制参数，并且表明在实验设置中必须仔细区分方向性和总辐射尺度。
引用
@article{arxiv.2604.24680,
title = {Optical depth dictates universal bounds on many-body decay in atomic ensembles},
author = {Cosimo C. Rusconi and Eric Sierra and Wai-Keong Mok and Avishi Poddar and Simon B. Jäger and Ana Asenjo-Garcia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.24680},
year = {2026}
}
备注
Main text: 9 pages + 3 figures. Supplemental Material: 18 pages + 6 figures