論文の概要: Interference of cavity light by a single atom acting as a double slit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.07037v2
- Date: Mon, 25 Dec 2023 07:06:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-28 01:59:41.353238
- Title: Interference of cavity light by a single atom acting as a double slit
- Title（参考訳）: 二重スリットとして働く単一原子による空洞光の干渉
- Authors: Yijia Zhou, Xinwei Li, Weibin Li, Hao Zhang
- Abstract要約: 二重井戸内の1つの原子トンネルが光リング空洞に結合すると、干渉現象が生じる。
分散状態において外部レーザーによって駆動されるので、原子によって放出される磁場は干渉パターンを示す。
我々の研究は、量子情報応用のための原子の制御可能な外部状態で光子を操作する方法を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.951810889409693
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Young's double-slit interference experiment is central to quantum mechanics.
While it has been demonstrated that an array of atoms can produce interference
in light, it is a fundamental question to ask whether a single atom can act as
a double slit when prepared in a superposition of two separate positions.
Cohen-Tannoudji et al. [Proceedings of the Tenth International Conference on
Laser Spectroscopy, edited by M. Ducloy, E. Giacobino, and G. Camy (World
Scientific, Singapore, 1992), pp. 3-14] showed that the cross section of the
light scattered by a single atom is independent of the spatial separation. In
this work, however, we show that when a single atom tunneling in a double well
is coupled to an optical ring cavity, the interference phenomena arise if the
tunneling rate is comparable to the cavity linewidth. Being driven by an
external laser in the dispersive regime, the field emitted by the atom into the
cavity exhibits an interference pattern when varying the double-well spacing.
Super-Poissonian bunched light can also be generated near the destructive
interference. Furthermore, we show that the atomic flux of the coherent
tunneling motion generates directional cavity emission, which oscillates for
many cycles before the decoherence of the atomic motion and the decay of the
cavity photons. Our work opens ways to manipulate photons with controllable
external states of atoms for quantum information applications and use cavity
light as nondestructive measurements for many-body states of atomic systems.
- Abstract（参考訳）: ヤングの二重スリット干渉実験は量子力学の中心である。
原子の配列が光の干渉を引き起こすことが証明されているが、単一の原子が2つの異なる位置の重ね合わせで準備されたときに二重スリットとして振る舞うことができるかどうかを問うことは根本的な問題である。
Cohen-Tannoudjiら。
[M. Ducloy, E. Giacobino, G. Camy (World Scientific, Singapore, 1992), pp. 3-14] が編集した第10回レーザー分光国際会議は, 単一原子が散乱する光の断面が空間的分離に依存していることを示した。
しかし, この研究では, 二重井戸内の1つの原子トンネルが光リング空洞に結合している場合, トンネル速度が空洞線幅に匹敵する場合には干渉現象が生じることを示した。
分散状態において外部レーザーによって駆動されるため、原子がキャビティに放出する磁場は二重井戸間隔を変化させる際に干渉パターンを示す。
超ポアソニアン束光は破壊的干渉の近くでも生成できる。
さらに,コヒーレントトンネル運動の原子フラックスは,原子運動のデコヒーレンスとキャビティ光子の崩壊の前に多くのサイクルにわたって振動する方向キャビティ放出を生じさせることを示した。
我々の研究は、量子情報応用のための原子の制御可能な外部状態で光子を操作する方法を開き、原子系の多体状態の非破壊測定として空洞光を用いる。
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