論文の概要: Ultrastrong magnetic light-matter interaction with cavity mode engineering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.13266v1
• Date: Mon, 30 Aug 2021 14:26:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-16 19:12:27.739387
• Title: Ultrastrong magnetic light-matter interaction with cavity mode engineering
• Title（参考訳）: キャビティモード工学による超強磁性光-マター相互作用
• Authors: Hyeongrak Choi, Dirk Englund
• Abstract要約: そこで本研究では,Q劣化を最小限に抑えた材料や製造のみで,任意に小さなモードボリュームを実現することができることを示す。 これらの方法は、量子コンピューティングにおける高協調性マイクロ波-スピンカップリングや、コンパクト電子常磁性共鳴(EPR)センサーからダークマターサーチのような基礎科学への新たな応用を可能にする。
• 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: Magnetic interaction between photons and dipoles is essential in electronics, sensing, spectroscopy, and quantum computing. However, its weak strength often requires resonators to confine and store the photons. Here, we present mode engineering techniques to create resonators with ultrasmall mode volume and ultrahigh quality factor. In particular, we show that it is possible to achieve an arbitrarily small mode volume only limited by materials or fabrication with minimal Q degradation. We compare mode-engineered cavities in a trade-off space and show that the magnetic interaction can be strengthened more than $10^{16}$ times compared to free space. These methods enable new applications from high-cooperativity microwave-spin coupling in quantum computing or compact electron paramagnetic resonance (EPR) sensors to fundamental science such as dark matter searches.
• Abstract（参考訳）: 光子と双極子の磁気相互作用は、電子、センシング、分光、量子コンピューティングにおいて不可欠である。 しかし、その弱い強度は、しばしば共振器が光子を閉じ込め保存する必要がある。 本稿では、超小型モード容積と超高品質係数を有する共振器を作製するモード工学的手法を提案する。 特に,Qの劣化を最小限に抑えた材料や製造のみで,任意のモードのボリュームを達成できることが示されている。 トレードオフ空間におけるモードエンジニアリングキャビティを比較し、磁気相互作用が自由空間と比較して10〜16ドル以上強化可能であることを示す。 これらの手法は、量子コンピューティングやコンパクト電子常磁性共鳴(epr)センサーにおける高共役マイクロ波-スピンカップリングからダークマター探索のような基礎科学への新しい応用を可能にする。

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