論文の概要: Super-radiant and Sub-radiant Cavity Scattering by Atom Arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.13321v1
- Date: Tue, 25 Jul 2023 08:31:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-26 17:55:18.280032
- Title: Super-radiant and Sub-radiant Cavity Scattering by Atom Arrays
- Title（参考訳）: 原子アレイによる超ラジアント・サブラジアントキャビティ散乱
- Authors: Zhenjie Yan, Jacquelyn Ho, Yue-Hui Lu, Stuart J. Masson, Ana
Asenjo-Garcia, Dan M. Stamper-Kurn
- Abstract要約: 我々は,強く結合したファブリ・ペロト光学キャビティ内に位置するツイーザートラップ8,7$Rbの原子配列によって散乱した光の集合的増強と抑制を実現する。
- 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: We realize collective enhancement and suppression of light scattered by an
array of tweezer-trapped $^{87}$Rb atoms positioned precisely within a strongly
coupled Fabry-P\'erot optical cavity. We illuminate the array with light
directed transverse to the cavity axis and detect photons scattered by the
array into the cavity. For an array with integer-optical-wavelength spacing, in
the low saturation regime, each atom Rayleigh scatters light into the cavity
with nearly identical scattering amplitude, leading to an observed $N^2$
scaling of cavity photon number as the atom number increases stepwise from N =
1 to N = 8. By contrast, in an array with half-integer-wavelength spacing, the
scattering amplitude for neighboring atoms is equal in magnitude but alternates
in sign. Scattering from such an array yields a non-monotonic, sub-radiant
cavity intensity versus N. By analyzing the polarization of light emitted from
the cavity, we find that Rayleigh scattering can be collectively enhanced or
suppressed with respect to Raman scattering. We observe also that atom-induced
shifts and broadenings of the cavity resonance are precisely tuned by varying
the atom number and positions. Altogether, deterministically loaded atom
tweezer arrays provide exquisite control of atomic cavity QED spanning from the
single- to the many-body regime.
- Abstract（参考訳）: 強く結合したFabry-P'erot光学キャビティ内に正確に位置決めされたツイーザートラップ付き$^{87}$Rb原子の配列によって散乱した光の集合的増強と抑制を実現する。
我々は、光をキャビティ軸に向けたアレイを照明し、アレーによってキャビティに散乱した光子を検出する。
整数-波長間隔を持つ配列では、低飽和状態において、各原子レイリーがほぼ同じ散乱振幅で光をキャビティに散乱させ、原子数がN = 1からN = 8に段階的に増加するにつれて、観測されたN^2$のキャビティ光子数のスケーリングをもたらす。
対照的に、半整数波長間隔の配列では、隣接する原子の散乱振幅は等しく、符号が交互である。
キャビティから放射される光の偏光を解析することにより、レイリー散乱はラマン散乱に関して一括的に増強または抑制できることがわかった。
また, 原子数と位置を変化させることで, 原子誘起シフトとキャビティ共鳴の拡幅を精密に調整できることも観察した。
さらに、決定的にロードされた原子ツイーザーアレイは、単体状態から多体状態にまたがる原子空洞QEDの精巧な制御を提供する。
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