論文の概要: Real-time detection of Rydberg state dynamics of cold atoms using an optical cavity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.14915v2
• Date: Tue, 14 Dec 2021 10:19:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-12 23:19:08.650958
• Title: Real-time detection of Rydberg state dynamics of cold atoms using an optical cavity
• Title（参考訳）: 光キャビティを用いたコールド原子のライドバーグ状態ダイナミクスのリアルタイム検出
• Authors: Elmer Suarez and Philip Wolf and Patrizia Weiss and Sebastian Slama
• Abstract要約: この研究は、30D_5/2$ Rydberg状態に励起されたRb$87$原子の内部状態ダイナミクスの2光子励起によるリアルタイム検出について報告した。 その結果、BBRによる超放射能とRydberg原子間相互作用の相互作用に関する最近の論争の解決に寄与する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This work reports on the real-time detection of internal-state dynamics of cold Rb$^{87}$ atoms being excited to the $30D_{5/2}$ Rydberg state via two-photon excitation. A mesoscopic cloud of atoms is overlapped with the mode volume of a confocal optical cavity and optically pumped by two laser beams transverse to the cavity axis. The excitation to Rydberg states changes the collective atom-cavity coupling, which is detected by monitoring the light transmitted through the cavity while being weakly driven. In addition to the damped coherent excitation dynamics and the decay back to the ground state, the data show a superradiant enhancement of the black-body radiation induced transitions from the $30D_{5/2}$ state to neighboring Rydberg states. Furthermore, they show a density dependent mitigation of the superradiant decay which is attributed to long range dipole-dipole interactions between atoms in the involved Rydberg states. These results contribute to solving a recent controversy on the interplay between BBR-induced superradiance and Rydberg atom interactions.
• Abstract（参考訳）: この研究は、30D_{5/2}$Rydberg状態に励起されるRb$^{87}$原子の内部状態のリアルタイム検出を、2光子励起によって報告した。 原子のメソスコピック雲は共焦点光学キャビティのモード体積と重なり、キャビティ軸に横切る2つのレーザービームによって光学的に励起される。 ライドバーグ状態への励起は、キャビティを透過する光を弱駆動で監視することで検出される集合原子-キャビティカップリングを変化させる。 減衰したコヒーレント励起ダイナミクスと基底状態への崩壊に加えて、データは黒体放射誘起遷移が30D_{5/2}$状態から近隣のリュードベルク状態への超放射能の増大を示す。 さらに、リドバーグ状態における原子間の長距離双極子-双極子相互作用に起因する超ラジアント崩壊の密度依存緩和を示す。 これらの結果は、BBR誘起超放射能とRydberg原子相互作用の相互作用に関する最近の論争の解決に寄与する。

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