論文の概要: Simulating conical intersections with trapped ions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.07319v1
• Date: Mon, 14 Nov 2022 13:00:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-18 06:59:48.501575
• Title: Simulating conical intersections with trapped ions
• Title（参考訳）: 閉じ込められたイオンによる円錐交差のシミュレーション
• Authors: Jacob Whitlow, Zhubing Jia, Ye Wang, Chao Fang, Jungsang Kim and Kenneth R. Brown
• Abstract要約: 励起電子ポテンシャルエネルギー表面が基底電子ポテンシャルエネルギー表面と交差するときに円錐交差が発生する。 円錐交叉は実験的に観測されているが、幾何学的な位相は分子系では観測されていない。 捕捉された原子イオン系を用いて円錐交叉の量子シミュレーションを行う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.4402595401671814
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Conical intersections are common in molecular physics and photochemistry, and are often invoked to explain observed reaction products. A conical intersection can occur when an excited electronic potential energy surface intersects with the ground electronic potential energy surface in the coordinate space of the nuclear positions. Theory predicts that the conical intersection will result in a geometric phase for a wavepacket on the ground potential energy surface. Although conical intersections have been observed experimentally, the geometric phase has not been observed in a molecular system. Here we use a trapped atomic ion system to perform a quantum simulation of a conical intersection. The internal state of a trapped atomic ion serves as the electronic state and the motion of the atomic nuclei are encoded into the normal modes of motion of the ions. The simulated electronic potential is constructed by applying state-dependent forces to the ion with a near-resonant laser. We experimentally observe the geometric phase on the ground-state surface using adiabatic state preparation followed by motional state measurement. Our experiment shows the advantage of combining spin and motion degrees of freedom in a quantum simulator.
• Abstract（参考訳）: 円錐交叉は分子物理学や光化学において一般的であり、しばしば観察された反応生成物を説明するために呼び出される。 励起電子ポテンシャルエネルギー表面が核位置の座標空間において基底電子ポテンシャルエネルギー表面と交差するときに円錐交差が発生する。 理論は円錐交差が基底ポテンシャルエネルギー面上のウェーブパックの幾何学的位相をもたらすことを予測している。 円錐交差は実験的に観測されているが、幾何学的位相は分子系では観測されていない。 ここでは、閉じ込められた原子イオン系を用いて円錐交叉の量子シミュレーションを行う。 閉じ込められた原子イオンの内部状態は電子状態として機能し、原子核の運動はイオンの正常な運動モードに符号化される。 模擬電子ポテンシャルは、近共振レーザーを用いてイオンに状態依存力を適用することで構成される。 地表面の幾何学的位相を断熱的状態準備と運動状態測定を用いて実験的に観察した。 本実験は,量子シミュレータにおけるスピンと運動の自由度の組み合わせの利点を示す。

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