論文の概要: Observation of Nonclassical Photon Statistics in Single-Bubble
Sonoluminescence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.11337v1
- Date: Mon, 21 Mar 2022 21:02:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-21 04:49:27.558070
- Title: Observation of Nonclassical Photon Statistics in Single-Bubble
Sonoluminescence
- Title(参考訳): 単一気泡ソノルミネッセンスにおける非古典光子統計の観察
- Authors: Mohammadreza Rezaee, Yingwen Zhang, James L. Harden, and Ebrahim
Karimi
- Abstract要約: 単一気泡ソノルミネッセンスからの発光光子の光子数統計を実験的に検討した。
以上の結果から, SBSLから放出される光子は, SBSLの非古典的性質を示すサブポアソン統計を持つことが明らかとなった。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A cavitation bubble inside a liquid, under a specific set of conditions, can
get trapped in an antinode of the ultrasonically driven standing wave and
periodically emits visible photons (1,2). This conversion of sound to light
phenomenon, known as sonoluminescence, can be seen with unaided eyes and occurs
in multi- or single-bubble regimes. The sonoluminescence radiation spectrum
analysis attributes a temperature of about 6,000 Kelvin to the bubble (3-5) --
close to the sun's surface temperature. The bubble dynamics, thermodynamics,
and other physicochemical properties are well-explored and studied over the
past decades (6-8). Notwithstanding that several theories such as the thermal
(black-body radiation) model (9-11), shock wave theory (12), phase transition
radiation (13,14), and vacuum quantum electrodynamics (15,16) -- were proposed,
the underlying physics of sonoluminescence has hitherto remained a puzzle.
Here, we experimentally investigated the photon number statistics of the
emitted photons from single-bubble sonoluminescence (SBSL), employing two
distinctly different techniques, i.e., measuring multiphoton correlations and
photon number (using a photon-number resolving detector). Our findings show
that the emitted photons from SBSL possess sub-Poissonian statistics,
indicating the nonclassical nature of the SBSL. Our observation of
sub-Poissonian statistics of emitted photons may help to explain the physics of
SBSL. In addition, considering the importance of nonclassical light sources in
quantum technologies, this discovery would be an exciting milestone in paving
the route towards a bright quantum photonics source.
- Abstract(参考訳): 特定の条件の下で液体中のキャビテーションバブルは、超音波駆動された定常波の反極に閉じ込められ、周期的に可視光子(1,2)を放出する。
ソノルミネッセンスと呼ばれるこの音から光への変換は、未確認の目で見ることができ、多重または単一気泡状態で起こる。
ソノルミネッセンス放射スペクトル分析は、約6,000ケルビンの温度を、太陽の表面温度に近いバブル (3-5) に分類している。
気泡力学、熱力学、その他の物理化学的性質は、過去数十年(6-8)にわたってよく研究され研究されている。
熱(黒体放射)モデル (9-11)、衝撃波理論 (12)、相転移放射 (13,14)、真空量子電磁力学 (15,16) などいくつかの理論が提唱されたにもかかわらず、ソノルミネッセンスの基礎となる物理学は謎のままである。
本稿では, 単一気泡ソノルミネッセンス(SBSL)から放出される光子の光子数統計を実験的に検討し, 多光子相関と光子数(光子数分解検出器)の2つの異なる手法を用いた。
以上の結果から, SBSLから放出される光子は, SBSLの非古典的性質を示すサブポアソン統計を持つことが明らかとなった。
放射光子のサブポアソン統計の観察は、SBSLの物理を説明するのに役立つかもしれない。
加えて、量子技術における非古典的光源の重要性を考慮すると、この発見は明るい量子光子源への道を開く上でのエキサイティングなマイルストーンとなる。
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