論文の概要: Compton Scattering Driven by Quantum Light
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.05079v2
- Date: Fri, 23 Sep 2022 22:19:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-26 22:19:40.028316
- Title: Compton Scattering Driven by Quantum Light
- Title（参考訳）: 量子光によるコンプトン散乱
- Authors: Majed Khalaf and Ido Kaminer
- Abstract要約: 我々は、荷電粒子と任意の量子光状態を示す駆動場との完全な非摂動相互作用を記述するための枠組みを開発する。
我々はコンプトン放射スペクトルの解析結果を得た。
光の量子的性質、例えば光子統計、スクイーズ、エンタングルメントを、幅広い放射線現象を制御するための新しい自由度として活用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Compton scattering is one of the cornerstones of quantum physics, describing
the fundamental interaction of a charged particle with photons. The Compton
effect and its inverse are utilized in experiments driving free electrons by
high intensity lasers to create trains of attosecond X-ray pulses. So far, all
theory and experiments of the Compton effect and its generalizations have
relied on electromagnetic fields that can be described classically. Advances in
the generation of intense squeezed light could enable driving the Compton
effect with non-classical light. This outlook motivates exploring the role of
photon statistics in the Compton effect. We develop a framework to describe the
full non-perturbative interaction of a charged particle with a driving field
ascribed with an arbitrary quantum light state. We obtain analytical results
for the Compton emission spectrum when driven by thermal and squeezed vacuum
states, showing a noticeable broadening of the emission spectrum relative to a
classical (coherent state) drive, thus reaching higher emission frequencies for
the same average intensity. We envision utilizing the quantum properties of
light, including photon statistics, squeezing, and entanglement, as novel
degrees of freedom to control the wide range of radiation phenomena at the
foundations of quantum electrodynamics.
- Abstract（参考訳）: コンプトン散乱は量子物理学の基盤の1つであり、荷電粒子と光子の基本的な相互作用を記述する。
コンプトン効果とその逆は、高強度レーザーによる自由電子の駆動実験で、アト秒間X線パルスを発生させる。
これまで、コンプトン効果とその一般化の理論と実験はすべて、古典的に記述できる電磁場に依存してきた。
強い圧縮光の生成の進歩は、コンプトン効果を古典的でない光で駆動することができる。
この見通しはコンプトン効果における光子統計の役割を探求する動機となっている。
我々は、荷電粒子と任意の量子光状態を示す駆動場との完全な非摂動相互作用を記述する枠組みを開発する。
熱的および圧縮された真空状態によって駆動されるコンプトン放出スペクトルの解析結果を求め、古典的(コヒーレントな状態)駆動と比較して発光スペクトルが顕著に広くなり、同じ平均強度で高い放出周波数に達することを示した。
我々は、光子統計、スクイーズ、絡み合いを含む光の量子特性を、量子電磁力学の基礎における幅広い放射現象を制御する新しい自由度として利用することを想定している。
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