論文の概要: Quantum Coherence Tomography of Lightwave Controlled Superconductivity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.05958v1
- Date: Wed, 13 Jul 2022 04:31:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-05 07:07:00.416296
- Title: Quantum Coherence Tomography of Lightwave Controlled Superconductivity
- Title（参考訳）: 光波制御超伝導の量子コヒーレンストモグラフィ
- Authors: L. Luo, M. Mootz, J. H. Kang, C. Huang, K. Eom, J. W. Lee, C. Vaswani,
Y. G. Collantes, E. E. Hellstrom, I. E. Perakis, C. B. Eom and J. Wang
- Abstract要約: ほぼ散逸しない電流の光周期駆動は、超伝導(SC)とトポロジカルエレクトロニクス応用のための普遍的な制御概念として最近登場した。
鉄系超伝導体における強結合帯のパラメトリック時間周期駆動による光波制御超伝導の発見を報告する。
我々は, THz多次元コヒーレントスペクトルを従来のポンププローブ, ヒッグス集合モード, および高非線形場依存性を有するバイヒッグス周波数側バンドピークに分離することにより, この強誘電性超伝導の非摂動・高次相関を測定することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.06364409691582436
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Lightwave periodic driving of nearly dissipation-less currents has recently
emerged as a universal control concept for both superconducting (SC) and
topological electronics applications. While exciting progress has been made
towards THz-driven superconductivity, our understanding of the interactions
able to drive non-equilibrium pairing is still limited, partially due to the
lack of direct measurements of high-order correlation functions. Such
measurements would exceed conventional single-particle spectroscopies and
perturbative responses to fully characterize quantum states
far-from-equilibrium. Particularly, sensing of the exotic collective modes that
would uniquely characterize lightwave-driven SC coherence, in a way analogous
to the Meissner effect, is very challenging but much needed. Here we report the
discovery of lightwave-controlled superconductivity via parametric
time-periodic driving of the strongly-coupled bands in iron-based
superconductors by a unique phase-amplitude collective mode assisted by
broken-symmetry THz supercurrents. We are able to measure non-perturbative,
high-order correlations in this strongly-driven superconductivity by separating
the THz multi-dimensional coherent spectra into conventional pump-probe, Higgs
collective mode, and pronounced bi--Higgs frequency sideband peaks with highly
nonlinear field dependence. We attribute the drastic transition in the coherent
spectra to parametric excitation of time-dependent pseudo--spin canting states
modulated by a phase-amplitude collective mode that manifests as a strongly
nonlinear shift from $\omega_\mathrm{Higgs}$ to 2$\omega_\mathrm{Higgs}$.
Remarkably, the latter higher--order sidebands dominate over the lower-order
pump-probe and Higgs mode peaks above critical field, which indicates the
breakdown of the susceptibility perturbative expansion in the
parametrically-driven SC state.
- Abstract（参考訳）: ほぼ散逸しない電流の光周期駆動は、超伝導(SC)およびトポロジカルエレクトロニクス応用の普遍的な制御概念として最近登場した。
THz駆動の超伝導へのエキサイティングな進展はあったが、高次相関関数の直接測定が欠如していることもあって、非平衡ペアリングを駆動できる相互作用の理解はまだ限られている。
このような測定は、従来の単粒子分光と摂動応答を超越し、平衡から遠く離れた量子状態を完全に特徴付ける。
特に、マイスナー効果に類似した方法で、光波駆動のSCコヒーレンスを特徴付けるエキゾチックな集合モードのセンシングは非常に困難であるが、非常に必要である。
本稿では,鉄系超伝導体における強結合帯のパラメトリック時間周期駆動による光波制御超伝導の発見について述べる。
我々は, THz多次元コヒーレントスペクトルを従来のポンププローブ, ヒッグス集合モード, および高非線形場依存性を有するバイヒッグス周波数側バンドピークに分離することにより, この強誘電性超伝導の非摂動・高次相関を測定することができる。
我々は、コヒーレントスペクトルの劇的な遷移を、位相振幅集合モードによって変調された時間依存擬似スピンカッティング状態のパラメトリック励起とみなし、$\omega_\mathrm{Higgs}$から2$\omega_\mathrm{Higgs}$への強い非線形シフトとして現れる。
顕著なことに、後者の高次サイドバンドは、低次ポンププローブとヒッグスモードで支配的であり、これはパラメトリック駆動SC状態における感受性摂動膨張の崩壊を示す。
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