論文の概要: Light emission from strongly driven many-body systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.03759v1
- Date: Fri, 7 Oct 2022 18:00:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-23 07:55:39.789677
- Title: Light emission from strongly driven many-body systems
- Title（参考訳）: 強駆動多体系からの発光
- Authors: Andrea Pizzi, Alexey Gorlach, Nicholas Rivera, Andreas Nunnenkamp, and
Ido Kaminer
- Abstract要約: 我々は、強く駆動された多体系の量子光学理論を構築する。
放射体間の相関の存在は、光の古典的な多光子状態の放出を引き起こすことを示す。
我々の研究は、光の多光子状態が周波数の広帯域にまたがる新しい技術への道を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Strongly driven systems of emitters offer an attractive source of light over
broad spectral ranges up to the X-ray region. A key limitation of these systems
is that the light they emit is for the most part classical. We challenge this
paradigm by building a quantum-optical theory of strongly driven many-body
systems, showing that the presence of correlations among the emitters creates
emission of nonclassical many-photon states of light. We consider the example
of high-harmonic generation (HHG), by which a strongly driven system emits
photons at integer multiples of the drive frequency. In the conventional case
of uncorrelated emitters, the harmonics are in an almost perfectly multi-mode
coherent state lacking any correlation between harmonics. By contrast, a
correlation of the emitters prior to the strong drive is converted onto
nonclassical features of the output light, including doubly-peaked photon
statistics, ring-shaped Wigner functions, and quantum correlations between
harmonics. We propose schemes for implementing these concepts, creating the
correlations between emitters via an interaction between them or their joint
interaction with the background electromagnetic field (as in superradiance). By
tuning the time at which these processes are interrupted by the strong drive,
one can control the amount of correlations between the emitters, and
correspondingly the deviation of the emitted light from a classical state. Our
work paves the way towards the engineering of novel many-photon states of light
over a broadband spectrum of frequencies, and suggests HHG as a diagnostic tool
for characterizing correlations in many-body systems with attosecond temporal
resolution.
- Abstract（参考訳）: 強く駆動されるエミッター系は、X線領域まで広いスペクトル範囲で魅力的な光源を提供する。
これらのシステムの鍵となる制限は、それらが放射する光が大部分が古典的であることである。
我々は、強駆動多体系の量子光学理論を構築し、エミッタ間の相関の存在が非古典的多光子状態の放出を引き起こすことを示したことで、このパラダイムに挑戦する。
本稿では、高調波発生(HHG)の例として、強い駆動系が駆動周波数の整数倍の光子を出力する例について考察する。
従来の非相関エミッタの場合、高調波はほぼ完全なマルチモードコヒーレント状態にあり、高調波間の相関を欠いている。
対照的に、強い駆動に先立つエミッタの相関は、二重ピーク光子統計、リング状ウィグナー関数、高調波間の量子相関を含む出力光の非古典的特徴に変換される。
我々は,これらの概念を実装するためのスキームを提案し,エミッタ間の相互作用や背景電磁界との相互作用(スーパーラジアンスの場合のように)を通じてエミッタ間の相関関係を作成する。
強い駆動によってこれらのプロセスが中断される時間を調整することにより、エミッタ間の相関量と、古典状態からの放出光の偏差を制御することができる。
本研究は,光の多光子状態の光を周波数帯に分散させる手法を考案し,HHGを時間分解能を持つ多体系における相関を識別する診断ツールとして提案する。
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