数值模拟揭示电荷量子振子格点中的超辐射相干
摘要：在一个与电磁场相互作用的N个带电振子系统中，如果满足适当的密度和频率条件，这个系统可以凝聚成一个超辐射的相干态。在这种态中，振子的共同频率ω和电荷的等离子频率ωp被组合成一个与所涉及的光子模式的波长不一致的频率ω'=sqrt{omega^2+omega_p^2}，阻止它们从材料中传播出去。与其他原子腔系统不同，这种情况下的频率ω不是由腔体本身决定，而是由限制带电粒子在晶格中的周期性静电势定义的。此外，所涉及的电磁模式的波矢在所有空间方向上分布，导致耦合增强。可以通过寻找适当的相干试验态来在大N_osc极限下对该系统进行解析研究。或者可以对较小的N_osc进行数值模拟。在数值方法中，可以超越旋转波近似(RWA)，并引入光子模式的耗散项。该耗散项可以解释金属中的阻尼扑灭，并考虑材料边界处的光子损失。通过利用数值解和蒙特卡洛模拟，证实了凝聚的存在，并在典型的金属晶体中观察到每粒子几个电子伏特(eV)的能隙，其中质子束缚在四面体或八面体位点上。
作者：L. Gamberale, G. Modanese
论文ID：2308.13524
分类：General Physics
分类简称：physics.gen-ph
提交时间：2023-08-29