論文の概要: Emergent dark states from superradiant dynamics in multilevel atoms in a cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.00019v2
• Date: Thu, 19 May 2022 15:18:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-28 05:52:38.271741
• Title: Emergent dark states from superradiant dynamics in multilevel atoms in a cavity
• Title（参考訳）: キャビティ内の多層原子における超ラジカルダイナミクスからの創発的暗黒状態
• Authors: A. Pi\~neiro Orioli, J. K. Thompson, and A. M. Rey
• Abstract要約: 多層原子は、置換対称状態(英語版)(collective Dicke manifold)の部分空間内でさえ、空洞崩壊に完全に暗い固有状態を持つことができる。 興味深いことに、マルチレベル原子の超ラジカル崩壊は、これらの暗黒状態の1つに留まり、そこでは原子のマクロな分画が励起され続けている。 これは、量子センシングや量子シミュレーションに有用な集合散逸を通じて、物質の絡み合った暗黒状態を作るための扉を開く。
• 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: We investigate the collective decay dynamics of atoms with a generic multilevel structure (angular momenta $F\leftrightarrow F'$) coupled to two light modes of different polarization inside a cavity. In contrast to two-level atoms, we find that multilevel atoms can harbour eigenstates that are perfectly dark to cavity decay even within the subspace of permutationally symmetric states (collective Dicke manifold). The dark states arise from destructive interference between different internal transitions and are shown to be entangled. Remarkably, the superradiant decay of multilevel atoms can end up stuck in one of these dark states, where a macroscopic fraction of the atoms remains excited. This opens the door to the preparation of entangled dark states of matter through collective dissipation useful for quantum sensing and quantum simulation. Our predictions should be readily observable in current optical cavity experiments with alkaline-earth atoms or Raman-dressed transitions.
• Abstract（参考訳）: 空洞内の2つの異なる偏光モードに結合した汎用多層構造(角モーメント:$f\leftrightarrow f'$)を持つ原子の集団崩壊ダイナミクスについて検討した。 二層原子とは対照的に、多層原子は置換対称状態(英語版)(collective Dicke manifold)の部分空間においても空洞崩壊に完全に暗い固有状態を持つことができる。 暗黒状態は、異なる内部遷移間の破壊的干渉から生じ、絡み合っていることが示されている。 驚くべきことに、多層原子の超ラジアント崩壊は、これらの暗い状態の1つに収まり、原子の巨視的な分画が励起される。 これは、量子センシングや量子シミュレーションに有用な集合散逸を通じて、物質の絡み合った暗黒状態を作るための扉を開く。 我々の予測は、アルカリ-アース原子またはラマン配位遷移を用いた現在の光学キャビティ実験で容易に観測できるはずである。

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