双光子量子 Rabi 模型的极化子图像
量子物理
2019-01-16 v1
摘要
我们采用极化子图像研究双光子量子 Rabi 模型(QRM)的性质,该模型描述一个两能级或自旋半系统通过双光子过程与单个玻色模式耦合。在极化子图像中,双光子过程中的耦合导致与自旋相关的不对称性,使得原有的单个玻色模式分裂为对应于相反自旋的两个分离频率模式,即两个\textit{裸}极化子。此外,隧穿导致这两个裸极化子彼此交换其组分,从而产生额外的\textit{诱导}极化子。基于该图像,可以正确构造双光子 QRM 的变分基态波函数,其基态能量及其他物理可观测量在所有耦合区间内均与精确数值结果吻合良好。进一步,推广到涉及隧穿效应高阶项的多个诱导极化子,提供了一种系统方法,即使在困难的谱塌缩点附近也能快速收敛于高精度。此外,极化子图像对谱塌缩行为提供了独特的认识,即谱塌缩点处除塌缩谱外还存在离散能级。本工作说明极化子图像有助于把握这一非线性光-物质相互作用模型的关键物理,并表明该方法可推广至更复杂的 QRM 相关模型。
引用
@article{arxiv.1811.03263,
title = {Polaron picture of the two-photon quantum Rabi model},
author = {Lei Cong and Xi-Mei Sun and Maoxin Liu and Zu-Jian Ying and Hong-Gang Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.03263},
year = {2019}
}