静态长程偶极相互作用导致量子位置关联的冷发射体集合中光的传播

我们分析了来自偶极发射体的光散射，这些发射体的无序位置表现出由静态长程偶极-偶极相互作用诱导的关联。利用变分和扩散量子蒙特卡洛方法，我们计算了零温玻色原子或分子的量子力学位置关联。对于低密度光强极限下致密集合中的静止原子，模拟给出了涉及电子基态与激发态的各阶位置关联函数的光学响应解。我们计算了相干与非相干散射、集体线宽、线移、本征模式以及无序诱导的激发局域化如何受静态相互作用与密度的影响。我们发现，在强受限的扁盘状与长椭球状陷阱中占主导的排斥性静态相互作用在偶极子间引入短程序，从而削减了光介导的共振偶极-偶极相互作用中的大幅涨落。这通常导致相干反射与光学深度的增加，同时非相干散射减少。静态偶极相互作用的存在使得在致密云中选择性激发亚辐射本征模式成为可能。该效应在长椭球陷阱中更为显著，其共振变窄至低于自然线宽。当静态偶极相互作用影响光学跃迁频率时，由于非均匀经历的静态偶极相互作用，集合表现出非均匀展宽并抑制合作效应，但我们认为，例如对于 Dy 原子，此类非均匀展宽可忽略不计。