稳态亚辐射的动力学特性:细致平衡及其破缺

耗散多体量子系统的动力学有时会涌现出经典描述,以马尔可夫链的形式呈现,尽管其对应的状态空间包含高度纠缠态。特别地,坏腔激光器是一个典范系统,其动力学可以表述为一个由集体角动量态张成的二维状态空间中的马尔可夫链。本文研究了该系统在大原子数极限下的亚辐射区域中发生的耗散相变,与底层马尔可夫链性质之间的联系。在其中一相中,随着原子数 \(N\) 增加,马尔可夫链趋近于细致平衡条件,从而变得有效时间可逆。这是由一种集体原子发射过程引起的,该过程将马尔可夫链有效降为一维。在另一相中,研究人员发现二维状态空间中出现了时间不对称的概率流,标志着细致平衡的打破。同时,马尔可夫链中产生了宏观内部熵产生率,其规模随原子数 \(N\) 呈广延性增长。该相中概率流的一个可观测后果是腔光输出出现自脉动现象,这可以通过强度相关函数中的反相关谷来检测。
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提交arXiv: 2026-05-15 09:42

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