論文の概要: Universal pair-polaritons in a strongly interacting Fermi gas

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.02459v1
• Date: Wed, 3 Mar 2021 15:06:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-09 08:01:27.672747
• Title: Universal pair-polaritons in a strongly interacting Fermi gas
• Title（参考訳）: 強相互作用するフェルミ気体中の普遍対偏光子
• Authors: Hideki Konishi, Kevin Roux, Victor Helson, Jean-Philippe Brantut
• Abstract要約: 強い相互作用を持つフェルミガス中の分子遷移を用いた実験を報告し、空洞光子を直接原子対に結合する。 対偏光子スペクトルの原子間相互作用への依存は、使用される遷移とは独立である。 これはエネルギーの2桁の重み付けによる多体効果の倍率を表す。
• 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: Cavity quantum electrodynamics (QED) manipulates the coupling of light with matter, and allows for several emitters to couple coherently with one light mode. However, even in a many-body system, the light-matter coupling mechanism was so far restricted to one body processes. Leveraging cavity QED for the quantum simulation of complex, many-body systems has thus far relied on multi-photon processes, scaling down the light-matter interaction to the low energy and slow time scales of the many-body problem. Here we report on cavity QED experiments using molecular transitions in a strongly interacting Fermi gas, directly coupling cavity photons to pairs of atoms. The interplay of strong light-matter and strong inter-particle interactions leads to well resolved pair-polaritons, hybrid excitations coherently mixing photons, atom pairs and molecules. The dependence of the pair-polariton spectrum on interatomic interactions is universal, independent of the transition used, demonstrating a direct mapping between pair correlations in the ground state and the optical spectrum. This represents a magnification of many-body effects by two orders of magnitude in energy. In the dispersive regime, it enables fast, minimally destructive measurements of pair correlations, and opens the way towards their measurements at the quantum limit and their coherent manipulation using dynamical, quantized optical fields.
• Abstract（参考訳）: キャビティ量子電磁力学(Cavity quantum electrodynamics, QED)は、物質との光のカップリングを制御し、複数のエミッターを1つの光モードで結合させる。 しかし、多体系においても、光・物質結合機構は1つの体過程に限定されていた。 複雑な多体系の量子シミュレーションのための空洞QEDは、これまで多光子プロセスに依存しており、低エネルギーへの光-物質相互作用をスケールダウンし、多体問題の時間スケールを遅くしている。 ここでは,強く相互作用するフェルミ気体中の分子遷移を用いてキャビティqed実験を行い,キャビティ光子と原子対を直接結合する。 強い光間相互作用と強い粒子間相互作用の相互作用は、よく分解されたペアポーラリトン、ハイブリッド励起、光子、原子対、分子をコヒーレントに混合する。 原子間相互作用に対するペア・ポーラリトンスペクトルの依存は、使用する遷移とは独立に普遍的であり、基底状態におけるペア相関と光スペクトルとの直接マッピングを示す。 これはエネルギーの2桁の差による多体効果の倍率を表す。 分散系では、ペア相関の高速で最小限の破壊的な測定が可能となり、量子限界でのそれらの測定と、動的量子化光学場を用いたコヒーレント操作への道を開く。

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