論文の概要: Spin- and Momentum-Correlated Atom Pairs Mediated by Photon Exchange and
Seeded by Vacuum Fluctuations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.11326v3
- Date: Wed, 6 Mar 2024 13:58:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-07 18:34:10.994741
- Title: Spin- and Momentum-Correlated Atom Pairs Mediated by Photon Exchange and
Seeded by Vacuum Fluctuations
- Title（参考訳）: 光子交換と真空揺らぎによるスピン・運動量相関原子対
- Authors: Fabian Finger, Rodrigo Rosa-Medina, Nicola Reiter, Panagiotis
Christodoulou, Tobias Donner, Tilman Esslinger
- Abstract要約: 本研究では, スピンと運動量モードで一対の原子を生成する機構を実験的に実証した。
運動量空間における対の生成とスピン間相関を観測する。
この結果から,量子強調干渉法と量子シミュレーション実験の可能性が期待できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Engineering pairs of massive particles that are simultaneously correlated in
their external and internal degrees of freedom is a major challenge, yet
essential for advancing fundamental tests of physics and quantum technologies.
In this Letter, we experimentally demonstrate a mechanism for generating pairs
of atoms in well-defined spin and momentum modes. This mechanism couples atoms
from a degenerate Bose gas via a superradiant photon-exchange process in an
optical cavity, producing pairs via a single channel or two discernible
channels. The scheme is independent of collisional interactions, fast and
tunable. We observe a collectively enhanced production of pairs and probe
interspin correlations in momentum space. We characterize the emergent pair
statistics and find that the observed dynamics is consistent with being
primarily seeded by vacuum fluctuations in the corresponding atomic modes.
Together with our observations of coherent many-body oscillations involving
well-defined momentum modes, our results offer promising prospects for
quantum-enhanced interferometry and quantum simulation experiments using
entangled matter waves.
- Abstract（参考訳）: 内部自由度と外部自由度を同時に相関する巨大な粒子の工学的ペアは大きな課題であるが、物理学と量子技術の基本的なテストを進めるには不可欠である。
このレターでは、適切に定義されたスピンと運動量モードで原子対を生成するメカニズムを実験的に示す。
この機構は、縮退したボースガスから超放射光子交換過程を光学キャビティで結合し、単一のチャネルまたは2つの識別可能なチャネルを介して対を生成する。
このスキームは衝突相互作用とは独立であり、高速で調整可能である。
運動量空間におけるペアの生成とプローブスピン間の相関を総合的に観測した。
我々は初期対統計を特徴付け、観測された力学が対応する原子モードの真空ゆらぎによって主にシードされるのと一致していることを見出した。
運動量モードをよく定義したコヒーレント多体振動の観測と合わせて,量子エンハンス干渉法および量子シミュレーション実験の可能性を示す。
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