光学谐振腔中自组织原子绝缘体态的量子稳定性

我们研究了多体系统腔量子电动力学的一个范例：泵浦光学谐振腔内的超冷原子气体。具体而言，我们研究了由腔场空间模式结构产生的机械势所束缚的原子绝缘体态的稳定性。与开放空间类似，当光势足够深时，原子气体处于类 Mott 态。然而在腔内，势取决于原子分布，而原子分布决定了介质的折射率，从而改变了腔内场振幅。我们推导了描述该系统一维物理的有效 Bose-Hubbard 模型，并研究了超流态与 Mott 绝缘体态之间的量子交叉。我们确定了原子绝缘体态稳定的参数区域，并预测了存在对应于竞争类绝缘体态的重叠稳定区域。在频移的腔共振附近，观察到了由泵浦强度控制的双稳行为。