論文の概要: Entangling free electrons and optical excitations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.00604v1
• Date: Tue, 1 Feb 2022 17:50:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-27 03:07:36.752575
• Title: Entangling free electrons and optical excitations
• Title（参考訳）: 自由電子と光励起の絡み合い
• Authors: Andrea Kone\v{c}n\'a, Fadil Iyikanat, and F. Javier Garc\'ia de Abajo
• Abstract要約: キャビティ内の指定された光励起と分離可能な自由電子状態との間の純粋な絡み合いを生成する手法を提案する。 具体的には、電子波動関数プロファイルを作成し、アクセス可能なキャビティモードの数を劇的に削減する。 我々はこの概念を、銀ナノ粒子の縮退および非縮退プラズモンモードと無機分子の原子振動による自由電子絡み合いの理論的な記述によって実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The inelastic interaction between flying particles and optical nanocavities gives rise to entangled states in which some excitations of the latter are paired with changes in the energy or momentum of the former. In particular, entanglement of free electrons and nanocavity modes opens appealing opportunities associated with the strong interaction capabilities of the electrons. However, the degree of entanglement that is currently achievable by electron interaction with optical cavities is severely limited by the lack of external selectivity over the resulting state mixtures. Here, we propose a scheme to generate pure entanglement between designated optical excitations in a cavity and separable free-electron states. Specifically, we shape the electron wave-function profile to dramatically reduce the number of accessible cavity modes and simultaneously associate them with targeted electron scattering directions. We exemplify this concept through a theoretical description of free-electron entanglement with degenerate and nondegenerate plasmon modes in silver nanoparticles as well as atomic vibrations in an inorganic molecule. The generated entanglement can be further propagated through its electron component to extend quantum interactions beyond currently explored protocols.
• Abstract（参考訳）: 空飛ぶ粒子と光ナノキャビティの間の非弾性的な相互作用は、前者のエネルギーまたは運動量の変化と後者の励起が対になる絡み合い状態を引き起こす。 特に、自由電子とナノキャビティモードの絡み合いは、電子の強い相互作用能力に関連する魅力的な機会を開く。 しかし、光共振器との電子相互作用によって現在達成可能な絡み合いの度合いは、生成した状態混合物に対する外部選択性の欠如によって著しく制限される。 本稿では,キャビティ内の指定された光励起と分離可能な自由電子状態との間の純粋な絡み合いを生成する手法を提案する。 具体的には、電子波動関数プロファイルを形作り、アクセス可能なキャビティモードの数を劇的に減らし、同時にターゲットの電子散乱方向と関連付ける。 この概念を、銀ナノ粒子の縮退および非縮退プラズモンモードと無機分子の原子振動による自由電子の絡み合いの理論的な説明を通じて実証する。 生成した絡み合いは電子成分を介してさらに伝播し、現在探索されているプロトコルを超えて量子相互作用を拡張することができる。

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