有序原子阵列中的多体超辐射与亚辐射现象
当量子发射体以不可区分的方式与光耦合时,它们会同步形成一个光物质集体系统,其辐射特性与独立粒子截然不同。迄今为止,这类集体效应主要局限于点状或均匀系综。本研究通过实现几何有序、亚波长间距的空间扩展原子阵列,开辟了通往全新集体态的道路。这建立了一个根本性的新平台——其中集体发射不再局限于单一迪克模式,而是源于光子介导相互作用构成的有序网络。实验发现二维原子阵列会产生极强的超辐射与亚辐射发射。尽管原子间距小于波长,研究团队仍实现了位点分辨成像,并直接观测到空间关联的建立过程,证明合作衰变已转化为强关联多体过程。团队观察到超辐射的广延标度性,发现了超辐射复苏现象,同时揭示了超辐射的铁磁特性与亚辐射的反铁磁特性。该成果为实现可编程平台提供了新范式,可用于探索耗散多体量子物理,并为光子捕获、存储及原子-光子纠缠开辟了新途径。

