論文の概要: Self-induced transparency in warm and strongly interacting Rydberg gases

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.13626v2
• Date: Mon, 4 May 2020 22:54:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-21 21:53:30.957948
• Title: Self-induced transparency in warm and strongly interacting Rydberg gases
• Title（参考訳）: 高温・強相互作用するリドバーグ気体の自己誘導透過性
• Authors: Zhengyang Bai, Charles S. Adams, Guoxiang Huang, Weibin Li
• Abstract要約: 本研究では, 高密度原子蒸気で伝播する短パルスの分散光非線形性について検討した。 高速なRabi浮き彫りと強いRydberg原子相互作用を用いることで、どちらもギガヘルツの順序でドップラー効果を克服できることが示される。 この状態では、ナノ秒パルスの領域が主にリドバーグ原子間相互作用によって決定されるときに自己誘起透明性が出現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.433758865948252
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study dispersive optical nonlinearities of short pulses propagating in high number density, warm atomic vapors where the laser resonantly excites atoms to Rydberg $P$-states via a single-photon transition. Three different regimes of the light-atom interaction, dominated by either Doppler broadening, Rydberg atom interactions, or decay due to thermal collisions between groundstate and Rydberg atoms, are described. We show that using fast Rabi flopping and strong Rydberg atom interactions, both in the order of gigahertz, can overcome the Doppler effect as well as collisional decay, leading to a sizable dispersive optical nonlinearity on nanosecond timescales. In this regime, self-induced transparency (SIT) emerges when areas of the nanosecond pulse are determined primarily by the Rydberg atom interaction, rather than the area theorem of interaction-free SIT. We identify, both numerically and analytically, the condition to realize Rydberg-SIT. Our study contributes to efforts in achieving quantum information processing using glass cell technologies.
• Abstract（参考訳）: 我々は,レーザーが単一光子遷移によってRydberg$P$状態に原子を共鳴励起する,高密度で伝播する短パルスの分散光非線形性について検討した。 光-原子相互作用の3つの異なる状態は、ドップラー膨張、リドベルク原子相互作用、あるいは基底状態とリドベルク原子間の熱的衝突による崩壊によって支配される。 高速ラビ浮揚と強いリドバーグ原子相互作用を用いることで、ドップラー効果と衝突崩壊を克服し、ナノ秒時間スケールでの分散光学非線形性をもたらすことが示されている。 この状態において、自己誘起透明性(SIT)は、相互作用のないSITの領域定理ではなく、主にRydberg原子相互作用によってナノ秒パルスの領域が決定されるときに現れる。 我々は,rydberg-sitを実現する条件を数値的および解析的に同定する。 本研究は,ガラスセル技術を用いた量子情報処理の実現に寄与する。

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