Criação de polaritons em arrays de cavidades acopladas com emissores desordenados espectralmente

Resumo A fotônica integrada tem sido uma plataforma promissora para simulação quântica analógica de fenômenos da matéria condensada em sistemas fortemente correlacionados. Para isso, exploramos a implementação de simuladores quânticos totalmente fotônicos em arrays de cavidades acopladas com conjuntos integrados de emissores desordenados espectralmente. Nosso modelo reflete conjuntos de centros de cor integrados em arrays de cavidades de cristal fotônico. Usando a equação mestra quântica e as abordagens do Hamiltoniano efetivo, estudamos a formação de bandas de energia e propriedades da função de onda no quadro quântico aberto de Tavis–Cummings–Hubbard. Encontramos condições para a criação de polaritons e (de)localização sob valores de desordem relevantes experimentalmente nas frequências dos emissores, frequências de ressonância das cavidades e taxas de acoplamento emissor-cavidade. Para quantificar essas propriedades, introduzimos duas métricas, as razões de participação polaritônica e nodal, que caracterizam a hibridização luz-matéria e a deslocalização dos nós da função de onda, respectivamente. Essas novas métricas combinadas com a abordagem do Hamiltoniano efetivo se mostram uma poderosa ferramenta para a engenharia quântica eletrodinâmica de cavidades em sistemas de estado sólido.