論文の概要: Coherent x-ray-optical control of nuclear excitons with zeptosecond
phase-stability
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.03755v1
- Date: Sun, 8 Mar 2020 10:09:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-30 05:09:31.753523
- Title: Coherent x-ray-optical control of nuclear excitons with zeptosecond
phase-stability
- Title（参考訳）: ゼプト秒相安定性を持つ核励起子のコヒーレントX線光制御
- Authors: K. P. Heeg, A. Kaldun, C. Strohm, C. Ott, R. Subramanian, D. Lentrodt,
J. Haber, H.-C. Wille, S. Goerttler, Rudolf R\"uffer, C. H. Keitel, R.
R\"ohlsberger, T. Pfeifer, J. Evers
- Abstract要約: オスバウアー核は狭い核共鳴を特徴とする。
近接共鳴X線場を用いた原子核のコヒーレント制御は未解決の課題である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Coherent control of quantum dynamics is key to a multitude of fundamental
studies and applications alike. In the visible or longer-wavelength domains,
near-resonant light fields have become the primary tool to control electron
dynamics. Recently, coherent control in the extreme-ultraviolet range was
demonstrated, with timing stability of the applied light fields in the
few-attosecond range. At hard x-ray energies, M\"ossbauer nuclei feature narrow
nuclear resonances, and spectroscopy of these resonances is a widespread tool
to study magnetic, structural and dynamical properties of matter. It has been
shown that the power and scope of M\"ossbauer spectroscopy can be significantly
advanced using various control techniques. However, the coherent control of
atomic nuclei using near-resonant x-ray fields remains an open challenge, also
because of the extreme stability requirements on the x-ray light in the
few-zeptosecond range. Here, we demonstrate such control, and use the relative
phase of two x-ray pulses to switch the nuclear dynamics between stimulated
emission and enhanced coherent excitation. For this, we suggest and implement a
method to shape single pulses delivered by modern x-ray facilities into tunable
double-pulses, with the desired stability on the few-zeptosecond level. Our
results unlock coherent optical control for nuclei, and pave the way for
nuclear Ramsey spectroscopy and spin-echo-like techniques, which not only
provide key concepts for advancing nuclear quantum optics, but also essential
ingredients for possible x-ray clocks and frequency standards. As a long-term
perspective, we envision time-resolved studies of nuclear out-of-equilibrium
dynamics, which is a long-standing open challenge in M\"ossbauer science.
- Abstract（参考訳）: 量子力学のコヒーレント制御は、多くの基礎研究や応用の鍵となる。
可視領域や長波長領域では、近接共鳴光場が電子力学を制御する主要な道具となっている。
近年, 極紫外域におけるコヒーレント制御が実証され, 適用光の時間安定性が認められた。
硬x線エネルギーでは、m\"ossbauer 核は狭い核共鳴を特徴とし、これらの共鳴の分光は物質の磁気的、構造的、動的性質を研究する幅広い道具である。
m\"ossbauer spectroscopyのパワーとスコープは様々な制御技術を用いて著しく進歩することが示されている。
しかし、近共鳴x線磁場を用いた原子核のコヒーレント制御は、数ゼプト秒範囲のx線光に対する極端な安定性要件のため、まだ未解決の課題である。
本稿では,2つのx線パルスの相対位相を用いて,誘導放出とコヒーレント励起の核動力学を切り替える。
そこで本研究では,現代のX線施設から供給される単一パルスを可変二パルスとし,所望の安定度を数ゼプト秒レベルで設定する手法を提案する。
我々は、核のコヒーレント光制御を解き放ち、核のラムゼー分光やスピンエコーのような技術への道を開き、核量子光学の発展に重要な概念を提供するだけでなく、x線時計や周波数標準の可能性に欠かせない要素も提供する。
長期的な視点として,m\"ossbauer科学における長年の課題である,核外平衡ダイナミクスの時間分解研究を想定する。
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