論文の概要: Direct observation of geometric phase in dynamics around a conical intersection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.07320v3
• Date: Fri, 11 Aug 2023 05:07:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-14 17:40:39.268253
• Title: Direct observation of geometric phase in dynamics around a conical intersection
• Title（参考訳）: 円錐交叉周りの力学における幾何学的位相の直接観察
• Authors: Christophe H. Valahu and Vanessa C. Olaya-Agudelo and Ryan J. MacDonell and Tomas Navickas and Arjun D. Rao and Maverick J. Millican and Juan B. P\'erez-S\'anchez and Joel Yuen-Zhou and Michael J. Biercuk and Cornelius Hempel and Ting Rei Tan and Ivan Kassal
• Abstract要約: 工学的な円錐交差を走行するウェーブパケットの力学における幾何学的位相干渉を実験的に観察する。 トラップイオンの2次元ウェーブパレット密度を再構成する手法を開発した。 実験は理論モデルと一致し、核量子効果を正確に記述するアナログ量子シミュレータの能力を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Conical intersections are ubiquitous in chemistry and physics, often governing processes such as light harvesting, vision, photocatalysis, and chemical reactivity. They act as funnels between electronic states of molecules, allowing rapid and efficient relaxation during chemical dynamics. In addition, when a reaction path encircles a conical intersection, the molecular wavefunction experiences a geometric phase, which can affect the outcome of the reaction through quantum-mechanical interference. Past experiments have measured indirect signatures of geometric phases in scattering patterns and spectroscopic observables, but there has been no direct observation of the underlying wavepacket interference. Here, we experimentally observe geometric-phase interference in the dynamics of a wavepacket travelling around an engineered conical intersection in a programmable trapped-ion quantum simulator. To achieve this, we develop a technique to reconstruct the two-dimensional wavepacket densities of a trapped ion. Experiments agree with the theoretical model, demonstrating the ability of analog quantum simulators -- such as those realised using trapped ions -- to accurately describe nuclear quantum effects.
• Abstract（参考訳）: 円錐交差は化学や物理学においてユビキタスであり、しばしば光の収穫、視覚、光触媒、化学反応性などのプロセスを管理する。 分子の電子状態間のファンネルとして作用し、化学動力学において迅速かつ効率的な緩和を可能にする。 さらに、反応経路が円錐交叉を囲むとき、分子波動関数は幾何学的な位相を経験し、量子力学的干渉による反応の結果に影響を与える。 過去の実験では散乱パターンや分光観測器の幾何学的位相の間接的なシグネチャを測定してきたが、波束干渉の直接観測は行われていない。 そこで本研究では,プログラム可能な閉じ込めイオン量子シミュレータにおいて,設計された円錐交差を回る波束の力学における幾何学的位相干渉を実験的に観察する。 そこで我々は, 捕捉イオンの2次元波動束密度を再構成する手法を開発した。 実験は理論モデルと一致し、トラップされたイオンを用いて実現したアナログ量子シミュレーターの核量子効果を正確に記述する能力を示す。

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