单模光腔中N个二能级原子系统的有限温度特性和相变?

摘要：

本文研究单模光场中N个二能级原子Dicke模型的有限温度特性和相变。把原子赝自旋转换为双模费米算符，用虚时路径积分方法推导出系统的配分函数，对作用量变分求极值得到系统的热力学平衡方程，及原子布居数期待值和平均光子数随原子-光场耦合强度变化的解析表达式。重点研究了在量子涨落起主导作用的低温区，由耦合强度变化产生的从正常相到超辐射相的相变，指出该相变遵从Landau连续相变理论，平均光子数可作为序参数，零值表示正常相，大于零则为超辐射相。在零温极限下本文的结果和量子相变理论完全符合。另外，本文也讨论了系统的热力学性质，比较有限温度相变和量子相变的异同。发现，在强耦合区低温稳定态的光子数和平均能量都和绝对零度的值趋于一致，而超辐射相的熵则随耦合强度的增强迅速衰减为零。

关键词：Dicke模型、虚时路径积分、相变

分类号：O43;O41

资助基金：国家自然科学基金批准号:11275118资助的课题.* Project supported by the National Natural Science Foundation of China Grant 11275118

在线出版日期：2015-07-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：130505-1-130505-6