論文の概要: Mean field theory of weakly-interacting Rydberg polaritons in the EIT
system based on the nearest-neighbor distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.09190v3
- Date: Fri, 11 Sep 2020 08:50:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-13 18:10:42.508893
- Title: Mean field theory of weakly-interacting Rydberg polaritons in the EIT
system based on the nearest-neighbor distribution
- Title（参考訳）: 近接近傍分布に基づくEIT系における弱い相互作用を持つRydberg偏光子の平均場理論
- Authors: Shih-Si Hsiao, Ko-Tang Chen, and Ite A. Yu
- Abstract要約: ライドバーグ状態原子間の電磁誘導透過(EIT)効果と強い電気双極子-双極子相互作用(DDI)は、量子情報処理や多体物理学において重要な応用をもたらす。
Rydberg-EIT システムは、光子-光子相互作用やqubit-qubit 操作の仲介に強い相互作用を持つ。
この研究は、弱い相互作用を持つRydberg偏光子のEIT系に関するアイデアを理解するのに非常に有用なツールを提供する。
- 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: The combination of high optical nonlinearity in the electromagnetically
induced transparency (EIT) effect and strong electric dipole-dipole interaction
(DDI) among the Rydberg-state atoms can lead to important applications in
quantum information processing and many-body physics. One can utilize the
Rydberg-EIT system in the strongly-interacting regime to mediate photon-photon
interaction or qubit-qubit operation. One can also employ the Rydberg-EIT
system in the weaklyinteracting regime to study the Bose-Einstein condensation
of Rydberg polaritons. Most of the present theoretical models dealt with the
strongly-interacting cases. Here, we consider the weaklyinteracting regime and
develop a mean field model based on the nearest-neighbor distribution. Using
the mean field model, we further derive the analytical formulas for the
attenuation coefficient and phase shift of the output probe field. The
predictions from the formulas are consistent with the experimental data in the
weakly-interacting regime, verifying the validity of our model. As the
DDI-induced phase shift and attenuation can be seen as the consequences of
elastic and inelastic collisions among particles, this work provides a very
useful tool for conceiving ideas relevant to the EIT system of
weakly-interacting Rydberg polaritons, and for evaluating experimental
feasibility.
- Abstract（参考訳）: 電磁誘導透過(EIT)効果における高い非線形性と、リドベルク状態原子間の強い電気双極子-双極子相互作用(DDI)の組み合わせは、量子情報処理や多体物理学において重要な応用をもたらす。
Rydberg-EIT システムは、光子-光子相互作用やqubit-qubit 操作の仲介に強い相互作用を持つ。
また、Rydberg 偏光子のボース・アインシュタイン凝縮を研究するために弱い相互作用の系において、Rydberg-EIT系を用いることもできる。
現在の理論モデルのほとんどは、強い相互作用のケースを扱う。
本稿では,弱相互作用機構を考察し,最近傍分布に基づく平均場モデルを構築する。
平均場モデルを用いて,出力プローブ場の減衰係数と位相シフトに関する解析式を導出する。
式からの予測は, 弱相互作用系における実験データと一致し, モデルの有効性を検証する。
DDI誘起相転移と減衰は粒子間の弾性および非弾性衝突の結果であると見なされるので、この研究は弱い相互作用を持つリドベルク偏光子のEIT系に関するアイデアを導出し、実験的実現可能性を評価するのに非常に有用なツールである。
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