論文の概要: Observation of superradiant bursts in waveguide QED
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.08940v1
- Date: Wed, 16 Nov 2022 14:36:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-19 09:36:42.232167
- Title: Observation of superradiant bursts in waveguide QED
- Title（参考訳）: 導波路QEDにおける超ラジカルバーストの観測
- Authors: Christian Liedl, Felix Tebbenjohanns, Constanze Bach, Sebastian
Pucher, Arno Rauschenbeutel, and Philipp Schneeweiss
- Abstract要約: 我々は、何千もの光波長にまたがる原子の1次元アンサンブルを用いて、超放射能バーストダイナミクスを実験的に観察した。
バーストはしきい値の原子数の上に発生し、そのピーク電力は標準のディック超放射能よりも原子数で速くスケールする。
我々の結果は、空間的に拡張された量子エミッタのアンサンブルの集合放射動力学に光を当て、多光子フォック状態を生成するのに役立つかもしれない。
- 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: Dicke superradiance describes the collective decay dynamics of a fully
inverted ensemble of two-level atoms. There, the atoms emit light in the form
of a short, intense burst due to a spontaneous synchronization of the atomic
dipoles. Typically, to observe this phenomenon, the atoms must be placed in
close vicinity of each other. In contrast, here we experimentally observe
superradiant burst dynamics with a one-dimensional ensemble of atoms that
extends over thousands of optical wavelengths. This is enabled by coupling the
atoms to a nanophotonic waveguide, which mediates long-range dipole-dipole
interactions between the emitters. The burst occurs above a threshold atom
number, and its peak power scales faster with the number of atoms than in the
case of standard Dicke superradiance. Moreover, we study the coherence
properties of the burst and observe a sharp transition between two regimes: in
the first, the phase coherence between the atoms is seeded by the excitation
laser. In the second, it is seeded by vacuum fluctuations. Our results shed
light on the collective radiative dynamics of spatially extended ensembles of
quantum emitters and may turn out useful for generating multi-photon Fock
states as a resource for quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: dicke superradianceは、2レベル原子の完全に反転したアンサンブルの集団崩壊ダイナミクスを記述する。
そこで原子は、原子双極子の自発的な同期によって、短く激しいバーストの形で光を発する。
通常、この現象を観測するには、原子は互いに近接して配置する必要がある。
対照的に、我々は数千の波長にまたがる原子の1次元アンサンブルを用いて、超ラジアントバーストダイナミクスを実験的に観察する。
これは、原子をナノフォトニック導波路に結合することで実現され、エミッタ間の長距離双極子-双極子相互作用を媒介する。
バーストはしきい値の原子数以上で発生し、そのピーク電力は標準ディッケ超放射能よりも原子数とともに高速にスケールする。
さらに、バーストのコヒーレンス特性を調べ、2つのレジーム間の鋭い遷移を観察し、第一に、原子間の位相コヒーレンスを励起レーザーによってシードする。
第二に、真空揺らぎによってシードされる。
我々の結果は、空間的に拡張された量子エミッタの集合的放射動力学に光を当て、量子技術の資源として多光子フォック状態を生成するのに役立つかもしれない。
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