物理学。修订稿。115180404（2015）：拉比模型中的量子相变和宇宙动力学

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Rabi模型中的量子相变和宇宙动力学

Myung-Joong Hwang、Ricardo Puebla和Martin B.Plenio

物理学。修订稿。115，180404–2015年10月29日出版

摘要

我们考虑了拉比哈密顿量，尽管它仅由单模腔场和两能级原子组成，但仍表现出量子相变（QPT）。我们通过推导腔频率单位中原子跃迁频率趋于无穷大的极限的精确解来证明QPT。通过解析计算有限频率标度指数以及进行数值精确对角化，研究了有限跃迁频率的影响。超越这个平衡QPT设置，我们证明了临界点附近慢淬态的动力学是普遍的；也就是说，动力学完全由临界指数表征。我们的分析表明，对于没有空间自由度的模型，Kibble-Zurek机制可以精确地预测剩余能量的普适标度。此外，我们发现即使在有限的跃迁频率下也可以观察到宇宙动力学的开始。