論文の概要: Correlated steady states and Raman lasing in continuously pumped and
probed atomic ensembles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.04698v1
- Date: Tue, 10 May 2022 06:54:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-13 18:00:38.680275
- Title: Correlated steady states and Raman lasing in continuously pumped and
probed atomic ensembles
- Title（参考訳）: 連続励起・探触子原子アンサンブルにおける相関定常状態とラマンラッシング
- Authors: Alexander Roth, Klemens Hammerer, Kirill S. Tikhonov
- Abstract要約: 我々は、継続的に光学的に励起され、探査されるアルカリ原子のアンサンブルを考える。
大きな光学深度での光子の集団散乱のため、原子の定常状態は非相関なテンソル生成状態に対応しない。
超ラジアントレーザーのモデルに類似したラマンラシングの機構を発見し,特徴付けする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 68.8204255655161
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Spin-polarised atomic ensembles probed by light based on the Faraday
interaction are a versatile platform for numerous applications in quantum
metrology and quantum information processing. Here we consider an ensemble of
Alkali atoms that are continuously optically pumped and probed. Due to the
collective scattering of photons at large optical depth, the steady state of
atoms does not correspond to an uncorrelated tensor-product state, as is
usually assumed. We introduce a self-consistent method to approximate the
steady state including the pair correlations, taking into account the
multilevel structure of atoms. We find and characterize regimes of Raman
lasing, akin to the model of a superradiant laser. We determine the spectrum of
the collectively scattered photons, which also characterises the coherence time
of the collective spin excitations on top of the stationary correlated
mean-field state, as relevant for applications in metrology and quantum
information.
- Abstract（参考訳）: ファラデー相互作用に基づく光によるスピン偏極原子アンサンブルは、量子メトロロジーや量子情報処理における多くの応用のための汎用プラットフォームである。
ここでは,連続的に光ポンピング・プローブされるアルカリ原子のアンサンブルを考える。
大きな光学深度での光子の集団散乱のため、原子の定常状態は、通常仮定されるように、非相関なテンソル生成状態に対応しない。
本稿では,原子の多レベル構造を考慮に入れて,対相関を含む定常状態を近似する自己整合法を提案する。
我々は超ラジアントレーザーのモデルに似たラマンレーザーのレジームを発見し、特徴付ける。
我々は、集合散乱光子のスペクトルを決定するとともに、静止相関平均場状態の上の集団スピン励起のコヒーレンスタイムを、メトロロジーや量子情報への応用に関連づけた。
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