論文の概要: Cavity-Mediated Collective Momentum-Exchange Interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.01411v1
- Date: Mon, 3 Apr 2023 23:12:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-05 16:09:23.981999
- Title: Cavity-Mediated Collective Momentum-Exchange Interactions
- Title（参考訳）: キャビティ媒介型集合モーメント交換相互作用
- Authors: Chengyi Luo, Haoqing Zhang, Vanessa P. W. Koh, John D. Wilson, Anjun
Chu, Murray J. Holland, Ana Maria Rey, and James K. Thompson
- Abstract要約: 我々は、原子が共有キャビティモードからの光子の集合放出と吸収を通じて運動量状態と交換する運動量交換相互作用を初めて実現した。
運動量-交換相互作用は、物質-波干渉計におけるオール・ツー・オール・アイシングのような相互作用を観測し、絡み合いの発生に有用である。
- 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: Quantum simulation and sensing hold great promise for providing new insights
into nature, from understanding complex interacting systems to searching for
undiscovered physics. Large ensembles of laser-cooled atoms interacting via
infinite-range photon mediated interactions are a powerful platform for both
endeavours. Here, we realize for the first time momentum-exchange interactions
in which atoms exchange their momentum states via collective emission and
absorption of photons from a common cavity mode. The momentum-exchange
interaction leads to an observed all-to-all Ising-like interaction in a
matter-wave interferometer, which is useful for entanglement generation. A
many-body energy gap also emerges, effectively binding interferometer
matter-wave packets together to suppress Doppler dephasing, akin to M\"ossbauer
spectroscopy. The tunable momentum-exchange interaction provides a new
capability for quantum interaction-enhanced matter-wave interferometry and for
realizing exotic behaviors including simulations of superconductors and
dynamical gauge fields.
- Abstract（参考訳）: 量子シミュレーションとセンシングは、複雑な相互作用系の理解から未発見の物理学の探索まで、自然に新たな洞察を提供するという大きな約束を持っている。
無限距離光子を媒介する相互作用によって相互作用するレーザー冷却原子の大規模なアンサンブルは、両方の試みの強力な基盤である。
ここでは、原子が共通のキャビティモードから光子の集団放出と吸収を通じて運動量状態と交換する最初の運動量交換相互作用を実現する。
運動量-交換相互作用は、物質波干渉計におけるオール・ツー・オール・アイシングのような相互作用をもたらす。
多体エネルギーギャップも出現し、干渉計の物質波パケットを効果的に結合してドップラー劣化を抑制する。
調整可能な運動量-交換相互作用は、量子相互作用による物質-波干渉法と超伝導体や力学ゲージ場のシミュレーションを含むエキゾチックな挙動を実現するための新しい能力を提供する。
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