論文の概要: Surface-plasmon based dispersive detection and spectroscopy of ultracold atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.03615v1
• Date: Tue, 8 Sep 2020 09:45:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-03 05:13:57.971596
• Title: Surface-plasmon based dispersive detection and spectroscopy of ultracold atoms
• Title（参考訳）: 表面プラズモンによる超低温原子の分散検出と分光
• Authors: Matthias Mildner, Claus Zimmermann, Sebastian Slama
• Abstract要約: 金表面近傍の超低温原子の光学的検出と分光について報告する。 プローブ光場は表面プラズモン偏光子を励起するために用いられる。 原子ガスの屈折率はプラズモン共鳴をシフトさせ、反射光力を変化させる。
• 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 paper reports on the optical detection and spectroscopy of ultracold atoms near a gold surface. A probe light field is used to excite surface plasmon polaritons. The refractive index of the atomic gas shifts the plasmon resonance and changes the reflected light power. Thus, the sensitivity of the detection is plasmonically enhanced. Absorption of photons from the evanescent wave is avoided by detuning the laser from atomic resonance which makes the detection scheme potentially nondestructive. The spectrum of the signal is determined by a Fano resonance. We show that atoms can be detected nondestructively with single atom resolution for typical parameters in cold atom experiments. Thus, the method is suitable for quantum nondemolition measurements of matter wave amplitudes. Experimentally, we measure a technically-limited sensitivity of 30 atoms and extend the detection scheme to dispersively image the atom cloud near the surface.
• Abstract（参考訳）: 金表面近傍の超低温原子の光学的検出と分光について報告する。 プローブ光場は表面プラズモンポラリトンを励起するために使用される。 原子ガスの屈折率はプラズモン共鳴をシフトさせ、反射光パワーを変化させる。 これにより、検出感度がプラズモン的に向上する。 エバネッセント波からの光子の吸収は、レーザーを原子共鳴から切り離すことによって回避され、検出スキームは潜在的に非破壊的となる。 信号のスペクトルはファノ共鳴によって決定される。 寒冷原子実験では,単一原子分解能で非破壊的に原子を検出できることを示した。 この方法は、物質波振幅の量子的非劣化測定に適している。 実験では,30個の原子の技術的に制限された感度を測定し,検出スキームを拡張して表面近傍の原子雲を分散的に撮像する。

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