超越迪克超辐射峰值发射速率的普适标度性
在量子光学领域,超辐射现象是指由N个全激发态量子发射体组成的系统通过集体衰变释放出强烈光脉冲的过程。然而由于系统维度N导致的希尔伯特空间指数级增长,计算多个空间分离发射体的峰值强度一直存在挑战。基于精确数值计算,该研究团队提出了一个解析紧凑且易于计算的公式,用于描述经历超辐射衰变的全激发态量子发射体系统的峰值光子发射率。该结果适用于任意几何构型的发射体排布,并揭示了一个普适规律:空间拓展的量子系统存在与几何结构相关的最佳发射体数量,其峰值光子发射率始终仅与N呈线性增长关系。这项成果涵盖从冷原子气体、中性原子阵列到分子聚集体及固态材料等各类量子系统。
