論文の概要: Beyond the Tavis-Cummings model: revisiting cavity QED with atomic ensembles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.04583v1
• Date: Fri, 9 Jul 2021 17:55:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-22 23:41:50.884679
• Title: Beyond the Tavis-Cummings model: revisiting cavity QED with atomic ensembles
• Title（参考訳）: Tavis-Cummingsモデルを超えて:原子アンサンブルを用いたQEDの再検討
• Authors: Martin Blaha, Aisling Johnson, Arno Rauschenbeutel, J\"urgen Volz
• Abstract要約: 単一モード電磁場と$N$2レベル原子のアンサンブルの相互作用は、Tavis-Cummingsモデルによって説明される。 ここでは、非キャビティモードへの効果的な散乱速度が無視可能である場合にのみ、このことが正当化されることを示す。 そこで本研究では,Tavis-Cummingsモデルを用いて得られたモデルと,定量的にも定性的にも,モデルの予測が異なることを示す。
• 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: The interaction of an ensemble of $N$ two-level atoms with a single mode electromagnetic field is described by the Tavis-Cummings model. There, the collectively enhanced light-matter coupling strength is given by $g_N = \sqrt{N} \bar{g}_1$, where $\bar{g}_1$ is the ensemble-averaged single-atom coupling strength. Formerly, this model has been employed to describe and to analyze numerous cavity-based experiments. Here, we show that this is only justified if the effective scattering rate into non-cavity modes is negligible compared to the cavity's free-spectral range. In terms of experimental parameters, this requires that the optical depth of the ensemble is low, a condition that is violated in several state-of-the-art experiments. We give quantitative conditions for the validity of the Tavis-Cummings model and derive a more general Hamiltonian description that takes into account the cascaded interaction of the photons with all consecutive atoms. We show that the predictions of our model can differ quantitatively and even qualitatively from those obtained with the Tavis-Cummings model. Finally, we present experimental data, for which the deviation from the predictions of the Tavis-Cummings model is apparent. Our findings are relevant for all experiments in which optically dense ensembles of quantum emitters are coupled to an optical resonator.
• Abstract（参考訳）: 単一モード電磁場と$N$2レベル原子のアンサンブルの相互作用は、Tavis-Cummingsモデルによって説明される。 ここで、集合的に強化された光-物質結合強度は、$g_N = \sqrt{N} \bar{g}_1$, $\bar{g}_1$ で与えられる。 以前は、このモデルは多くの空洞実験を記述し分析するために用いられてきた。 ここでは,非キャビティモードへの有効散乱速度がキャビティの自由スペクトル範囲と比較して無視できる場合にのみ正当性を示す。 実験パラメータに関しては、アンサンブルの光学的深さが低く、いくつかの最先端の実験で破られる条件が必要である。 我々は、tavis-cummingsモデルの有効性の定量的条件を与え、全ての連続原子と光子のカスケード相互作用を考慮したより一般的なハミルトニアン記述を導出する。 その結果,tavis-cummingsモデルで得られた予測と定量的および定性的に予測が異なっていた。 最後に,Tavis-Cummingsモデルの予測から逸脱していることを示す実験データについて述べる。 本研究は、量子エミッタの光密度アンサンブルを光共振器に結合した全ての実験に関係している。

関連論文リスト

• Tripartite entanglement from experimental data: $B^0\to K^{*0}μ^+μ^-$ as a case study [49.1574468325115]
  本研究では,1量子ビットと2量子ビットからなる三部構造に対応する専用実験データからヘリシティ振幅の再構成に基づく角度解析を開発する。 解析の応用として、LHCbの協力によって記録されたデータを用いて、B0to K*0mu+mu-$崩壊における最終状態の完全な量子トモグラフィーを行った。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-19T18:10:14Z)
• Coupled states of cold 174-Yb atoms in a high-finesse cavity [0.0]
  我々は,Yb原子の狭間結合線の強い集合結合から高精細光空洞の単一モードに生じる着衣状態の形成を実験的に理論的に検討した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-18T13:27:42Z)
• Dilute neutron star matter from neural-network quantum states [58.720142291102135]
  低密度中性子物質はクーパー対の形成と超流動の開始によって特徴づけられる。 我々は、モンテカルロ変分法と再構成技術を組み合わせた隠れ核量子ネットワーク量子状態の表現性に乗じて、この密度構造をモデル化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-08T17:55:25Z)
• Quantum mechanical modeling of the multi-stage Stern$\unicode{x2013}$Gerlach experiment conducted by Frisch and Segrè [2.091322528026356]
  フリッシュとセグレの実験は、核効果のないラビアナによって分析的にモデル化され、その後、超微粒子相互作用によって修正された。 我々は、スピンの超微細相互作用時間を含むフォン・ノイマン方程式を用いて、標準的な量子力学モデルを解く。 一致を改善する非標準変種を議論するために検討する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-20T19:37:28Z)
• Spectral Engineering of Cavity-Protected Polaritons in an Atomic Ensemble with Controlled Disorder [0.0]
  乱れた状態から2つの共鳴しか持たない極性状態への遷移を観察する。 本研究では, 動的に変調されたTavis-Cummingモデルにより, 障害から保護された狭い偏光子共鳴のコームを生成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-25T13:40:32Z)
• Dispersive readout of molecular spin qudits [68.8204255655161]
  複数の$d > 2$ スピン状態を持つ「巨大」スピンで表される磁性分子の物理を研究する。 動作の分散状態における出力モードの式を導出する。 キャビティ透過の測定により,クイディットのスピン状態が一意に決定できることがわかった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-29T18:00:09Z)
• Photon-mediated Stroboscopic Quantum Simulation of a $\mathbb{Z}_{2}$ Lattice Gauge Theory [58.720142291102135]
  格子ゲージ理論(LGT)の量子シミュレーションは、非摂動粒子と凝縮物質物理学に取り組むことを目的としている。 現在の課題の1つは、量子シミュレーション装置に自然に含まれない4体(プラケット)相互作用が現れる1+1次元を超えることである。 原子物理学の最先端技術を用いて基底状態の調製とウィルソンループの測定方法を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-27T18:10:08Z)
• Visualizing spinon Fermi surfaces with time-dependent spectroscopy [62.997667081978825]
  固体系において確立されたツールである時間依存性光電子分光法を低温原子量子シミュレーターに応用することを提案する。 1次元の$t-J$モデルの正確な対角化シミュレーションで、スピノンが非占有状態の効率的なバンド構造に出現し始めることを示す。 ポンプパルス後のスペクトル関数の依存性はスピノン間の集団的相互作用を明らかにする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-27T18:00:02Z)
• Light-matter interactions near photonic Weyl points [68.8204255655161]
  ワイル光子は、線形分散を持つ2つの3次元フォトニックバンドが単一の運動量点で退化してワイル点とラベル付けされるときに現れる。 ワイル光浴に結合した単一量子エミッタのダイナミクスをワイル点に対する変形関数として解析する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-23T18:51:13Z)
• Single Quantum Emitter Dicke Enhancement [0.0]
  同じエミッタを同じフィールドモードに結合することは、光物質相互作用を強化するための確立された方法である。 実効的なJaynes-Cummingsモデルが出現し,次数$sqrtN$の結合定数が増加することを示す。 この結果は最近のブロードバンドプラズモンナノ共振器強結合実験とよく一致した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-23T18:00:02Z)
• Driving Quantum Correlated Atom-Pairs from a Bose-Einstein Condensate [0.0]
  本稿では,ボース・アインシュタイン凝縮体からの準音素対の共振増幅を示す制御プロトコルについて検討する。 同じエネルギーであるが反対モータを持つ粒子対を励起する古典的な外部場は、パラメトリック増幅器結晶におけるコヒーレント駆動の非線形性を思い起こさせる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-08T00:11:26Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。