开放式Dicke模型相位转变: 退化扰动理论方法
量子物理
2025-10-31 v2
摘要
我们研究了开放式Dicke模型的稳态行为，该模型描述了 个自旋- 粒子与损耗的量化腔模相互作用，表现出临界光-物质耦合强度以上超辐射相位转变。虽然标准模型守恜总自旋，Kirton和Keeling \cite{PhysRevLett.118.123602} 证明即使存在微小的均匀局部去相干，也会破坏这种相位转变，而局部原子衰减则可以恢复。我们采用总自旋 为固定子空间上的退化扰动理论来分析这种相互作用。对于耦合强度超过阈值的情况，存在一个临界自旋值 ，使得仅当 时才会发生超辐射相位转变。这种扰动方法捕捉了弱去相干和衰减如何诱导不同 子空间之间的混合，导致其稳态自旋分布宽度按 比例缩小。该框架仅需要前两时刻即可实现，可通过不同方法获得这两个时刻（例如2nd-累积量方法），无需进行完整的密度矩阵计算。这些结果桥接了量子拉比模型和Dicke物理学，阐明了去相干和衰减在集体量子效应中的作用，并可广泛应用于具有退化稳态的开放量子系统。
关键词
引用
@article{arxiv.2505.12696,
title = {Phase Transitions in Open Dicke Model: a degenerate perturbation theory approach},
author = {Wenqi Tong and H. Alaeian and F. Robicheaux},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.12696},
year = {2025}
}