論文の概要: Transfer of angular momentum of guided light to an atom with an electric
quadrupole transition near an optical nanofiber
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.12440v1
- Date: Wed, 25 May 2022 02:04:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-11 19:30:58.090724
- Title: Transfer of angular momentum of guided light to an atom with an electric
quadrupole transition near an optical nanofiber
- Title（参考訳）: 光ナノファイバー近傍での電気四極子遷移を持つ原子への誘導光の角運動量移動
- Authors: Fam Le Kien, Sile Nic Chormaic, and Thomas Busch
- Abstract要約: 光ナノファイバー近傍の電気四極子転移を有する2レベル原子への誘導光子の角運動量の移動について検討した。
トルクは光子角運動量、原子内部状態の角運動量の変化、四重極遷移ラビ周波数に依存する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study the transfer of angular momentum of guided photons to a two-level
atom with an electric quadrupole transition near an optical nanofiber. We show
that the generation of the axial orbital torque of the driving guided field on
the atom is governed by the internal-state selection rules for the quadrupole
transition and by the angular momentum conservation law with the photon angular
momentum given in the Minkowski formulation. We find that the torque depends on
the photon angular momentum, the change in the angular momentum of the atomic
internal state, and the quadrupole-transition Rabi frequency. We calculate
numerically the torques for the quadrupole transitions between the sublevel
$M=2$ of the hyperfine-structure level $5S_{1/2}F=2$ and the sublevels $M'=0$,
1, 2, 3, and 4 of the hyperfine-structure level $4D_{5/2}F'=4$ of a $^{87}$Rb
atom. We show that the absolute value of the torque for the higher-order mode
HE$_{21}$ is larger than that of the torque for the fundamental mode HE$_{11}$
except for the case $M'-M=2$, where the torque for the mode HE$_{21}$ is
vanishing.
- Abstract（参考訳）: 導電性光子の角運動量は、光ナノファイバー近傍で電気四重極遷移した2レベル原子に転移する。
原子上の誘導磁場の軸方向軌道トルクの生成は、四重極遷移の内部状態選択規則と、ミンコフスキーの定式化で与えられる光子角運動量を持つ角運動量保存則によって制御されることを示す。
トルクは光子角運動量、原子内部状態の角運動量の変化、四極子遷移ラビ周波数に依存することがわかった。
超微細構造レベル5S_{1/2}F=2$と超微細構造レベル4D_{5/2}F'=4$のサブレベル$M'=0$, 1, 2, 3, 4のサブレベル$S_{1/2}F=4$の間の四重極遷移のトルクを数値的に計算する。
高次モード HE$_{21}$ のトルク絶対値が基本モード HE$_{11}$ のトルク絶対値より大きいことを示すが、モード HE$_{21}$ のトルク絶対値が消える場合を除いては$M'-M=2$ である。
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